Как стать автором
Обновить
181.32

Физика

Наука об окружающем нас мире

Сначала показывать
Порог рейтинга
Уровень сложности

Электромагнитный апокалипсис или надежда на полярные сияния

Время на прочтение 4 мин
Количество просмотров 44K
Мощная вспышка Х9.3 на Солнце уже привлекла к себе немало внимания, но, по последним новостям, во время нее произошел крупный выброс солнечного вещества, и он, оказывается, направлен в сторону Земли. Электромагнитный апокалипсис или шикарное зрелище — чего ждать в ближайшие сутки-двое?


Вспышка X9.3, фото обсерватории SDO/NASA
Всего голосов 67: ↑67 и ↓0 +67
Комментарии 114

Электрические соты

Время на прочтение 2 мин
Количество просмотров 25K
Налейте немного масла на горизонтальную металлическую пластину и поместите над ним вертикальную металлическую иглу. При приложении между иглой и пластиной высокого напряжения на поверхности масла возникает ячеистая структура.



Давайте разберёмся почему так происходит?
Всего голосов 56: ↑54 и ↓2 +52
Комментарии 37

Ускорение протонов лазером из кусочка фольги

Время на прочтение 14 мин
Количество просмотров 26K
Здравствуйте, меня зовут Александр, и я физик. Со стороны это может прозвучать как приговор, но на самом деле так и есть. Вышло так, что я занимаюсь фундаментальными исследованиями в физике, а именно исследую ускоренные заряженные частицы: протоны и все те, которые побольше — положительные ионы, то есть. В исследованиях я не пользуюсь большими ускорителями вроде БАК, а стреляю по фольге лазером, а из фольги вылетает импульс протонов.


Читать дальше →
Всего голосов 73: ↑72 и ↓1 +71
Комментарии 92

Магнитные рекорды

Время на прочтение 10 мин
Количество просмотров 53K
Сегодня поговорим о рекордных магнитах и немного о том, зачем они нужны.

image
Магниты такой конструкции (резистивные биттеровские магниты) остаются рабочими лошадками лабораторий сильных магнитных полей.

Основным потребителем самых сильных магнитов весь 20 век была наука. Термоядерные установки, ускорители, исследования на базе ядерного магнитного резонанса, нейтронная физика, охлаждение до температур ниже 1 кельвина и много еще чего требует как можно большего значения магнитной напряженности/индукции (при рассмотрении «силы» поля, можно считать эти величины синонимами).
Всего голосов 73: ↑73 и ↓0 +73
Комментарии 61

Истории

Как зажигали в космосе

Время на прочтение 5 мин
Количество просмотров 26K
Вечером 11 июня планово сошел с орбиты и сгорел в атмосфере грузовой корабль Cygnus OA-7 «Джон Гленн». После отстыковки от МКС он провел неделю в свободном полете, запустил четыре кубсата и устроил пожар на борту. Точнее, это был эксперимент SAFFIRE-III — Spacecraft Fire Experiment (Эксперимент «огонь на корабле»). Третий по счету эксперимент был последним в серии и является отличным поводом поговорить об опытах с пламенем в невесомости.


Фотография Everyday Astronaut/Tim Dodd
Всего голосов 65: ↑64 и ↓1 +63
Комментарии 31

В третий раз зарегистрированы гравитационные волны: что мы можем узнать о Вселенной?

Время на прочтение 3 мин
Количество просмотров 44K
Сегодня международная коллаборация LIGO-Virgo объявила о регистрации гравитационных волн в третий раз в истории. Источником, как и в предыдущие два раза, являлась пара черных дыр. О результатах исследования опубликована статья в Physical Review Letters.


Всего голосов 51: ↑51 и ↓0 +51
Комментарии 217

Термоядерный токамак-стартап

Время на прочтение 7 мин
Количество просмотров 34K
Популярный сайт околоатомных новостей World Nuclear News пишет про запуск (первую плазму) токамака ST40, принадлежащего частной английской компании Tokamak Energy. Новость довольно интересная, особенно если знать контекст, который я попробую и изложить.

image
Основатель Tokamak Energy Alan Sykes возле разреза ST-40 в масштабе 1 к 1.

Tokamak Energy (TE) основана в 2009 году (по соседству с крупнейшим в мире на сегодня токамаком JET), и с 2012 получило финансирование (на сегодня стартап собрал 35 миллионов долларов) на строительство серии токамаков, ведущих к энергетическому реактору. На фоне ИТЭР стоимостью 20+ миллиардов долларов, не ведущим к энергетическому реактору, смотрится странно? Давайте разбираться.
Всего голосов 61: ↑61 и ↓0 +61
Комментарии 136

Электронный микроскоп в гараже. Разгоняем электроны

Время на прочтение 7 мин
Количество просмотров 25K
Вакуум есть, катод вставлен, колонна прочищена, высокое напряжение подведено, и даже сделано управление с компьютера. Осталось только увидеть электронный луч и попробовать работу магнитных линз.

Но сперва расскажу про пластинку из неизвестного материала: когда я чистил колонну, то в шлюзовой камере, в укромном месте нашёл непонятные пластинки из блестящего, очень хрупкого вещества. Где стоял этот микроскоп до того, как попасть ко мне, и что на нём смотрели — неизвестно.



Было высказано предположение, что это кремний. Что это в итоге оказалось и какого прогресса удалось достичь в электронном микроскопе за три недели — под катом.
Антимония
Всего голосов 78: ↑77 и ↓1 +76
Комментарии 21

Умная соковыжималка Juicero выжала $120 млн из воздуха

Время на прочтение 4 мин
Количество просмотров 86K


На что только ни пойдут предприниматели, чтобы добиться успеха и заработать десятки миллионов долларов! Иногда аферистов быстро разоблачают, но иногда им удаётся всё-таки обмануть публику и, главное, инвесторов — и получить заветные инвестиции.

Один из самых перспективных фудтех-стартапов 2016 года под названием Juicero оказался самой высококлассной аферой. Смотрите и учитесь.
Читать дальше →
Всего голосов 80: ↑77 и ↓3 +74
Комментарии 317

Когда интуиция нас подводит: о том, как одну олимпиадную задачу по физике десятилетиями решали неправильно

Время на прочтение 6 мин
Количество просмотров 72K

«Имеются два одинаковых шарика, находящихся при одной и той же температуре. Один из них лежит на горизонтальной поверхности, другой подвешен на нити. Обоим шарикам сообщают одинаковое количество теплоты. Будут ли после этого температуры шариков одинаковыми или нет? (Любыми видами тепловых потерь можно пренебречь.)»

Такую задачу иногда можно встретить на олимпиадах по физике или в соцсетях. Общепринятый ответ интуитивно понятен: из-за затрат энергии на тепловое расширение при наличии силы тяжести шарик, лежащий на горизонтальной поверхности, окажется холоднее висящего на нити. В недавней статье было показано, что этот ответ неправильный. На самом деле, результат будет обратным: лежащий шарик окажется теплее висящего. Разберемся, почему традиционный метод решения этой задачи приводит к неправильному ответу, и почему интуиция в этом случае нас подводит.
Читать дальше →
Всего голосов 110: ↑105 и ↓5 +100
Комментарии 232

А если бы космонавтики не было?

Время на прочтение 5 мин
Количество просмотров 38K
Год назад на День космонавтики я попытался рассказать о том, чем хороши космос и космонавтика. Но на этот же вопрос можно попробовать ответить, подойдя с противоположной стороны. Как бы мы жили, если бы космонавтики не было?


Фото: Евгений Катышев/Wikimedia Commons
Читать дальше →
Всего голосов 71: ↑71 и ↓0 +71
Комментарии 346

Электронный микроскоп в гараже. Высокое напряжение

Время на прочтение 5 мин
Количество просмотров 20K
В самой первой статье я написал примерный план нашего сериала, заключительный пункт которого — работа с электроникой. Пора уже к нему переходить. Всё остальное подточено, утечки найдены и исправлены, вакуумная система начищена до зеркального блеска.

Из электроники для экспериментов у нас есть:

  • различные микроконтроллеры (популярные платы Arduino Nano, Due, менее популярный, но интересный Stellaris Launchpad; одноплатные компьютеры Raspberry Pi 3 B+ и Intel Edison)
  • АЦП (AD7715, ADS7816) и ЦАП (DAC8512)
  • Операционные усилители обычные и прецизионные, малошумящие
  • Остальные электронные компоненты по мелочи, а также «донорские» устройства (вышедшие из строя ATX блоки питания, ИБП, CD-ROM drives и т.п.)


Из больших, независимых устройств есть высоковольтный блок питания от микроскопа Amray примерно 1990 года выпуска, неизвестной работоспособности, со следами ремонта русскоговорящим человеком.

Надо разобраться, как им управлять, как подключить к нашей колонне и вообще, проверить, работает ли он. А то подозрительно там внутри всё подписано по-русски маркером :)
Фото, рассказ и видео
Всего голосов 56: ↑56 и ↓0 +56
Комментарии 47

Как правильно плавать в сверхтекучей жидкости

Время на прочтение 5 мин
Количество просмотров 37K
Как мы знаем, любое плывущее в жидкости тело рано или поздно остановится за счет сил вязкого трения, если его движение не поддерживается каким-нибудь двигателем. Но есть жидкости, называемые сверхтекучими, в которых вязкое трение отсутствует(*). Самый известный пример сверхтекучей жидкости – это жидкий гелий, охлажденный, как минимум, до 2.17 градусов выше абсолютного нуля температуры.

Движение при полном отсутствии вязкости проявляется во многих впечатляющих эффектах: сверхтекучий гелий легко протекает через самые узкие щели и трещины, способен бесконечно течь по кругу(**) и вытекать из сосуда через тончайшую жидкую пленку, налипшую на его стенки. Все эти явления – примеры крупномасштабных квантовых эффектов.

В недавней теоретической статье был рассмотрен вопрос: можно ли плавать в сверхтекучей жидкости? Иными словами, может ли гипотетический пловец, двигая руками и ногами, создавать силу тяги, позволяющую ему разгоняться или замедляться, не задействуя силы вязкого трения?

Читать дальше →
Всего голосов 61: ↑58 и ↓3 +55
Комментарии 82

Ближайшие события

Московский туристический хакатон
Дата 23 марта – 7 апреля
Место
Москва Онлайн
Геймтон «DatsEdenSpace» от DatsTeam
Дата 5 – 6 апреля
Время 17:00 – 20:00
Место
Онлайн

Электронный микроскоп в гараже. Катод и пушка

Время на прочтение 5 мин
Количество просмотров 20K
Если вы пропустили предыдущие выпуски — обязатально почитайте.

Достаточный вакуум ($10^{-5}$ торр) уже получен, а значит, настало время двигаться дальше: установить катод, разобраться с высоковольтным блоком питания и пустить, наконец, электроны!



Так выглядят катоды и электронная пушка с фокусирующим электродом в реальности. Под катом простое объяснение того, как это работает, а также внутренности электронно-оптической колонны в 4K качестве.
Всего голосов 78: ↑76 и ↓2 +74
Комментарии 42

Квантовые шахматы

Время на прочтение 12 мин
Количество просмотров 74K

Intro


Этот пост написан под впечатлением от вот этого отличного поста с Хабра, в котором автор наглядно, при помощи двумерных моделек, которые рисует его программа, объясняет как работает Специальная Теория Относительности.


Я работаю в IT, а по образованию – физик-теоретик. Уже долгое время увлекаюсь популяризацией науки, и теоретической физики в частности. Постараюсь аналогично вышеупомянутому посту о специальной теории относительности объяснить на специально подготовленном примере как работает квантовая механика.


Модель, которую я рассматриваю – отнюдь не нова. Более полугода назад Chris Cantwell разместил на YouTube анонс новой настольной игры: квантовых шахмат (многим, возможно, известно об этом из вот этого вирусного ролика).


Недавно игра вышла в Steam, она стоит 249 руб. Есть ещё другая реализация – бесплатное приложение для iOS (не знаю, есть ли оно в Google Play). Однако в процессе игр с друзьями я экспериментально выяснил, что она неправильная с точки зрения квантовой механики. Такую реализацию скорее можно назвать статистическими шахматами, а не квантовыми.


Поэтому я решил написать свою реализацию, с запутанностью и суперпозициями. В своей реализации я постарался исправить те недостатки, которые на мой взгляд присутствуют в версии на Steam (например, у меня пешки тоже могут ходить квантовыми ходами, как и все остальные фигуры). Про приложение для iOS и так всё понятно: любая реализация квантовых шахмат должна быть по-настоящему квантовой, т.е. не только быть вероятностной, но поддерживать такие эффекты квантовой механики как интерференция, запутанность, etc.

Читать дальше →
Всего голосов 96: ↑96 и ↓0 +96
Комментарии 201

Сага о ракетных топливах

Время на прочтение 30 мин
Количество просмотров 100K
image

Предисловие.

А его и не будет, что бы не спамить, всё описано в «послесловии». Обязательно его прочтите, что бы не было диссонанса с более ранними комментариями.
Статью пришлось переделать 01.03.2017 и она отличается от первоначальной.

Achtung! Не стоит рассматривать эту статью, как некий научный труд или претензия на нобелевку.
Тем более:
«… И нет ничего нового под солнцем»
(Экклизиаст 1:9).
О топливах, ракетах ракетных двигателях писалось, пишут и будут писать.

Одной из первых работ по топливам ЖРД можно считать книгу В.П.Глушко «Жидкое топливо для реактивных двигателей», изданную в 1936 г.
image

Для меня тема показалась интересной, связанной с моей бывшей специальностью и учёбой в ВУЗе, тем паче «приволок» её мой младший отпрыск «шеф давай замесим, что нить такое и запустим, а если лень, то мы сами сообразим». Видимо лавры Лин Индастриал» не дают покоя.
Так хочется правильно взорвать свой ракетный двигатель.

«Соображать» будем вместе, под строгим родительским контролем.

«Ключ на старт»… «Поехали»! (Ю.А. Гагарин& С.П. Королёв)
image

Какой бы тип РД (схема, характер процесса) не применялся в ракетной технике его целевое предназначение: создание тяги (силы), путём преобразования исходной энергии, запасённой в РТ в кинетическую энергию (Ек) реактивной струи рабочего тела.
Ек реактивной струи в РД преобразуются разные виды энергии (химическая, ядерная, электрическая).
Для химических двигателей топливо можно разделить по фазовому состоянию: газообразное, жидкое, твёрдое, смешанное.

Часть №1-топлива для ЖРД или жидкие ракетные топлива.


Читать дальше →
Всего голосов 68: ↑63 и ↓5 +58
Комментарии 140

Электронный микроскоп в гараже. Чёрный вакуум

Время на прочтение 7 мин
Количество просмотров 24K
Если вы пропустили предыдущие выпуски — обязатально почитайте.

Форвакуум в микроскопе оказался сильно мотивирующим фактором для продолжения работы :) Ведь самое интересное — получить высокий вакуум и запускать электронно-лучевую систему!



Для этого потребуется оживить диффузионный (паромасляный) насос. В нём отсутствует одна важная часть — нагреватель, а в остальном он исправен, и в нём даже осталось некоторое количество родного вакуумного масла, называемого рабочей жидкостью.
Всего голосов 90: ↑89 и ↓1 +88
Комментарии 70

Спутник на веревочке или космические тросовые системы

Время на прочтение 9 мин
Количество просмотров 31K
Когда разговор заходит о космических тросовых системах, обычно вспоминают космические лифты и другие циклопические конструкции, которые, если и будут построены, то в очень отдаленном будущем. Но мало кто знает, что эксперименты с развертыванием тросов в космосе проводились неоднократно, с разными целями, и последний по времени закончился неудачей в начале февраля этого года.


«Джемини 11», соединенный тросом с мишенью «Аджена», фото NASA.
Всего голосов 71: ↑69 и ↓2 +67
Комментарии 36

Как мы делали самую большую катушку Тесла в России

Время на прочтение 13 мин
Количество просмотров 61K


Историческая справка


XIX век был этакой эпохой дикого Запада в экспериментальной физике электромагнетизма. Роберт Ван де Грааф, лорд Кельвин, Никола Тесла и многие другие учёные, исследователи и инженеры открывали всё новые и новые явления, а затем масштабировали производящие их установки до колоссальных размеров. Некоторые из их творений функционируют до сих пор — например, шестиметровый гигантский генератор Ван де Граафа в Бостонском музее науки, а некоторые, как широко известная башня Уорденклифф, так никогда и не появились на свет.

Башня Уорденклифф

С течением времени и развитием науки и техники внимание учёных переключилось на другие направления, но отдельные энтузиасты продолжали собирать, изучать и совершенствовать классические разработки в области высоких напряжений, электростатики, физики плазмы — кто-то вследствие неугасающей веры в теорию эфира и бесплатную энергию, кто-то из любопытства, или для решения узкоспециальных прикладных задач, кто-то просто потому что ему это доставляло.

В последнее время, примерно с конца 90-х годов, эта отрасль инженерных задач переживает ренессанс, связанный с интересом шоу-бизнеса и индустрии развлечений к притягивающим внимание разрядам катушек Тесла, усилившийся в последнее десятилетие после изобретения DRSSTC, которая на настоящий момент представляет собой наиболее технически совершенный вид катушки Тесла, использующий вместо классического искрового разрядника силовые транзисторы, что позволяет быстро — в течение нескольких периодов колебаний — менять частоту появления разряда (BPS ) и, как следствие, воспроизводить музыку непосредственно при помощи появляющихся молний. Один из примеров — известная серийная модель OneTesla, которая, при всей непродуманности предлагаемого авторами конструктора, вполне работоспособна при определённом приложении рук.
Всего голосов 76: ↑71 и ↓5 +66
Комментарии 73

Спросите Итана: откуда мы знаем, что Северная Корея испытывает бомбы?

Время на прочтение 4 мин
Количество просмотров 35K
image
Фото без даты, выпущенное официальной службой новостей Северной Кореи в декабре 2015 года. Ким Чен Ын инспектирует отремонтированную ферму по разведению сомов где-то в Северной Корее.

Начало января 2016 года ознаменовалось крайне подозрительной сейсмической активностью, происходящей в северо-восточном районе Северной Кореи, всего в нескольких милях от берега. Более того, в заявлении правительства страны было сказано, что они взорвали водородную бомбу, которую обещали использовать против любого агрессора, угрожающего их стране. Это вызвало в кругах [англоязычных] читателей не только страх и волнения, но и скептицизм, который выразила в виде вопроса Кэтлин Рид:

Северная Корея заявляет об испытании водородной бомбы. По CNN передавали изображения грибообразного облака, но я не уверена, что они получены в Северной Корее. Как мы с вами могли бы убедиться в том, что Северная Корея действительно проводила испытания ядерных бомб?

Во-первых, ваша неуверенность по поводу передач CNN попала в точку. Они славятся своей… скажем, историей репортажей о Северной Корее и ядерной войне с США.
Читать дальше →
Всего голосов 58: ↑55 и ↓3 +52
Комментарии 114

Вклад авторов