ФизМат для всех @alpha_fizmat Channel on Telegram

ФизМат для всех

@alpha_fizmat

Демонстрирую физику во всех ее самых интересных проявлениях

ФизМат для всех (Russian)

Добро пожаловать в канал ФизМат для всех! Здесь вы найдете увлекательные демонстрации физики во всех ее самых интересных проявлениях. Наш канал alpha_fizmat создан для всех, кто увлечен физикой и математикой, а также для тех, кто просто хочет познакомиться с этими науками. Мы предлагаем широкий спектр контента — от увлекательных экспериментов и демонстраций до интересных фактов и теорий. Наши видео и посты помогут вам лучше понять мир вокруг себя и увидеть, как физика применяется в повседневной жизни. Присоединяйтесь к нам, чтобы погрузиться в удивительный мир науки и открыть для себя много нового! ФизМат для всех ждет вас!

ФизМат для всех

21 Nov, 05:00

Еще одна довольно занятная химическая реакция.

Белый порошок - бертолетова соль (хлорат калия). Зеленый мармеладный мишка по сути представляет собой смесь сахара, глюкозы, крахмала и прочего.

При нагревании и расплавлении бертолетова соль выделяет кислород, который, напомню, является ключевой причиной реакций окисления с выделением энергии. Горения, по-русски говоря.
Температура плавления соли довольно высокая - 357 градусов.

Состав мишки указывает на то, что он сгусток чистой энергии. Попадая в такую горячую жидкость, мишка загорается, и эту инициативу кислород радостно поддерживает.

Будем шутить шутки про 'сгорел на работе' или они на новый год?
370
ФизМат для всех

20 Nov, 05:01

Эффект Гоффа-Джоуля - свойство эластичных тел сжиматься при нагревании (обычно тела расширяются), если они находятся в растянутом состоянии. Удивлен, что в википедии нет русской вкладки с этим эффектом.

В видео показан не совсем этот эффект, но напрямую связанный с ним. Итак, если мы возьмем самый обычный шарик и резко растянем его, то резина заметно нагреется. Если же после этого шарик сжать, то он заметно охладится!

Если честно, то я не до конца уверен, что в точности понимаю происходящее в видео. Но я вижу ситуацию так. Полимер состоит из длинных молекул. Пока резина находится в расслабленном состоянии, эти молекулы способны хранить энергию в различном сложном беспорядочном движении - вибрации, колебаниях, вращении и прочем. При натяжении мы переводим их в более организованное состояние, заставляя ту запасенную ранее 'беспорядочную' энергию выделяться, и эта энергия идет в тепло, то есть, в энергию иного движения, которое доступно в напряженном виде. Резина нагревается.

Помним, что идеальный порядок требует меньше всего энергии. Хаос же наоборот требует как можно больше.

При сжатии освобождаются ячейки для 'беспорядочной' энергии, и они радостно хапают энергию, забирая ее из тепловой. Резина охлаждается.

Можно заметить еще следующее - представим гипотетическую ситуацию, что оставили во Вселенной только две идентичные планеты и камень. В таком случае мы сможем расположить камень между планетами так, чтобы он никуда не двигался. В этот момент камень имеет потенциальную энергию взаимодействия с планетами, пропорциональную расстоянию между ними. Пусть теперь некая небесная сила сожмет эту систему. Тогда расстояние уменьшится и потенциальная энергия тоже уменьшится, заставив ее выделиться в какой-то другой вид энергии. При сближении полимерных нитей происходит нечто похожее.
519
ФизМат для всех

19 Nov, 05:01

Очень интересная химическая демонстрация.

В стакане содержится около 5 мл ацетона. Спираль сделана из медной проволоки. При нагревании и взаимодействии с кислородом на медной проволоке образуется тонкий слой оксидов, которые начинают взаимодействовать с ацетоном в стакане, с выделением тепла. Эта реакция поддерживает температуру спиральки до тех пор, пока спираль находится в парах ацетона. Стоит только приподнять спираль, как та за счет излучения сразу же теряет энергию. Если спираль вернуть - нагревается обратно.
587
ФизМат для всех

18 Nov, 05:05

2/2
Есть довольно интересное применение переходу механической энергии во внутреннюю - сварка трением. Посмотрите, какая красота!
689
ФизМат для всех

18 Nov, 05:00

1/2
Трение, граждане, это жуткое дело. Мы можем стремиться прикладывать любые усилия, однако в конце концов любая механическая энергия из-за трения перейдет в самое банальное тепло (внутреннюю энергию).

В видео демонстрация перехода механической энергии вращения во внутреннюю энергию. В трубку налита легкоиспаряющаяся жидкость - эфир. Трубка заткнута пробкой с перышком на конце. Трение создается специальным зажимом. При быстром вращении трубка сильно нагревается, эфир испаряется, давление в трубке увеличивается и - чпоньк - пробка вылетает!

Опыт схож с тем экспериментом, который провел в 1798 году Бенджамин Томсон, стремясь проверить или опровергнуть теорию теплорода. Теплород - такая условная 'жидкость', причем чем ее больше, тем тело горячее. Раньше полагалось, что нагревание тел происходит при 'переливании' этого самого теплорода. Томсон поместил в воду болванку, в нее воткнул тупое сверло и заставил лошадей больше 2 часов крутить сверло. Вода в конце концов закипела, явно продемонстрировав, что тепловую энергию можно получить из механической энергии, а, значит, теория теплорода сомнительна.

И теплорода нет, и Земля круглой оказалась...
622
ФизМат для всех

17 Nov, 07:01

Интересная демонстрация поверхностного натяжения жидкостей. Смотреть, что называется, до конца.

Дяденька в кепке надувает большой мыльный пузырь, хитрыми манипуляциями запускает дым в него, после чего протыкает. Пузырь при этом 'перенатягивается' платформу и не лопается. Из-за того, что жидкое мыло, формирующее пузырь, пытается стянуться и занять как можно меньшую площадь, пузырь начинает сжиматься и выгонять внутренний воздух через возникшее отверстие. Дым симпатичной струйкой да еще с завихрениями выходит из пузыря. Красота!
663
ФизМат для всех

16 Nov, 07:05

2/2
Кипятильник Франклина - мощная физическая игрушка, в которой жидкость 'закипает' от тепла руки. Может показаться, что здесь тот же принцип, то есть, что жидкость закипает из-за пониженного давления, но дело в другом.

Тепло руки нагревает нижнюю колбу, из-за чего давление воздуха в ней увеличивается и выталкивает жидкость наверх. Поскольку верхнюю колбу мы не трогали, то воздух в ней заведомо холоднее и с меньшим давлением. Пузырьки воздуха создают ощущение булькания, но только ощущение.

'Кипятильник' на самом деле не кипятит - доколе мы будем такое терпеть!?
687
ФизМат для всех

16 Nov, 07:01

1/2
Как мы все прекрасно знаем, чтобы водически закипела, необходимо довести ее до температуры 100 градусов. Почему так?

Дело в том, что в жидкости молекулы удерживаются благодаря межмолекулярным силам и благодаря внешнему давлению. Если какая случайная молекула воды захочет вылететь и стать паром, то ей потребуется преодолеть атмосферное давление, а это требует высокой скорости (чем выше скорость, тем больше температура). При нагревании до 100 градусов почти у всех молекул появляется такая скорость, что они могут преодолеть давление.

Можно ли заставить кипеть воду при меньшей температуре? Конечно. Достаточно просто снизить внешнее давление. В видео показано, как теплая вода закипает при понижении давления. Шприцом из сосуда откачивается часть воздуха, чтобы снизить его давление.
720
ФизМат для всех

15 Nov, 05:10

3/3
А здесь аналогично, только теперь стоять будет лом.

Еще я очень удивлен, что он этот лом довольно спокойно держит руками. По железу сейчас течет довольно большой ток. Если вспомнить, что у железа большое сопротивление, то эта палка от тока греться должна очень сильно. Даже если греется снизу, то все равно теплопроводность в металлах довольно велика...

А в целом фиг с ним, наслаждаемся магией железяк-неваляшек!
786
ФизМат для всех

15 Nov, 05:05

2/3
Неожиданно попалась такая же демонстрация в 'жизни'.

Если я правильно понял, то это цех электролиза. Электролиз - такой дивный процесс, при котором электроды окунают в жидкость и подают ток, из-за чего из жидкости ченть интересное выделяется. Например, благодаря электролизу можно воду разделить на водород и кислород.

Для промышленного электролиза нужны бешеные токи, а величина силы тока напрямую влияет на величину магнитного поля, которое ток создает.

В результате в цехе настолько большое магнитное поле, что можно так буднично кинуть арматуринку, а она будет стоять!

Я только удивлен, что они там с телефонами ходят - любой технике будет сильно плохо в таком месте.
693
ФизМат для всех

15 Nov, 05:00

1/3
Суть опыта: тонкий металлический диск не хочет стоять сам по себе, но замечательно стоит вблизи магнита. Причина кроется в явлении электромагнитной индукции.

Напомню, что суть явления заключается в возникновении тока в проводнике, если проводник помещен в меняющееся магнитное поле. Этот ток создает вокруг проводника новое магнитное поле, причем по правилу Ленца это новое магнитное поле направлено так, чтобы не давать внешнему магнитному полю меняться. Иначе говоря, проводник в магнитном поле всегда против изменений. Если его пытаются отдалить от магнита, то он будет стремиться притянуться; если пытаются приблизить к магниту, то он будет отталкиваться.

Ровно это и делает диск вблизи магнита. Если он попытается упасть от магнита, то тут же начинает тянуться обратно; если попытается упасть на магнит, то тут же начинает отталкиваться. Остается только стоять.
575
ФизМат для всех

14 Nov, 05:05

3/3
Есть еще вот такая в дождь, мне тоже очень нравится
763
ФизМат для всех

14 Nov, 05:03

2/3
Из всех демонстраций свечения моря, которые я видел, вот эта, наверное, самая красивая. Жаль, что качество плохое.
886
ФизМат для всех

14 Nov, 05:01

1/3
Одна из наиболее красивых демонстраций биолюминесценции - свечение моря.

Дело в том, что эти воды населяют живые организмы (планктон, водоросли и проч.), внутри которых происходит процесс определенного сложного окисления, во время которого выделяется энергия, которая переводит атомы в возбужденное состояние и вынуждает испускать фотоны в видимом диапазоне. Примерно такой же механизм работает у светлячков.

Обратите внимание, что светится вода только при внешнем влиянии - будь то брызги, камни, руки или что-то еще. Если я правильно понимаю, то свечение эти организмы воспроизводят только при внешнем раздражении. Возможно, это такая защитная реакция?
809
ФизМат для всех

13 Nov, 05:05

2/2
Но как всегда можно все перевернуть с ног на голову. Кто сказал, что внешним источником тепла обязательно должен быть огонь, а внешним охлаждением воздух? Если мы сделаем внешнее охлаждение за счет льда, то уже воздух станет нагревателем! Красота да и только.
849
ФизМат для всех

13 Nov, 05:01

1/2
Напомню, что любая тепловая машина создана для передачи тепловой энергии в механическую. Для этого используется нагреватель, газ и холодильник. Нагреватель дает газу энергию, газ расширяется и толкает при этом поршень, после чего холодильник забирает у газа излишки энергии.

Отличным примером тепловой машины является двигатель Стирлинга. Он обычно состоит из колбы, в которой поршнем воздух разделен на две части. С одной стороны воздух нагревается внешним источником, со второй охлаждается за счет воздуха - поршень движется в сторону второго. Из-за движения с первой стороны воздух охлаждается, со второй нагревается - поршень движется обратно. Так получаем непрерывное движение.
653
ФизМат для всех

12 Nov, 05:00

И, кстати говоря, еще об одном проявлении парового удара, если так можно сказать.

Если взять бутылку с водичкой комнатной температуры и долить сверху жидкий азот, то из бутылки просто повалит густой туман и больше ничего. Однако если перевернуть бутылку, то она улетит на внезапно мощной тяге.

Объяснение довольно простое. Температура воды и жидкого азота отличаются примерно на 220 градусов, то есть вода для жидкого азота как раскаленный металл. Пока бутылка вертикально, то нагревающийся от воды азот просто интенсивно испаряется и выходит через горлышко вверх. Однако при переворачивании в первую очередь резко увеличивается площадь соприкосновения азота и воды, что приводит к кратному увеличению скорости испарения; во вторую очередь азоту становится сложнее выходить. Так и получается создаваемая реактивная струя.

Опыт довольно известен, но все также прекрасен.
795
ФизМат для всех

11 Nov, 05:05

2/2
Вот здесь большой диск Эйлера. Скорее всего, немного неверно подобрана форма диска, из-за чего время вращения поскромнее, но тоже очень хорошо.

P.S. Если я правильно понял, то на 1:17 из-за стробоскопического эффекта кажется, что диск остановился, однако это не так. Выглядит крайне интересно!
942
ФизМат для всех

11 Nov, 05:01

1/2
Сегодня пост для тех, кто никуда не спешит.
Случалось ли вам крутить монетку на столе? В определенный момент она замедляется, падает на стол и делает еще несколько секунд обороты на столе. Вопрос - возможно ли продлить подобные обороты?

Диск Эйлера - специальная демонстрация того, что подобное вращение можно растянуть на минуты. Секрет относительно прост - монетка теряет кинетическую энергию из-за трения, которое определяют коэффициент трения и площадь соприкосновения монетки с поверхностью. Если оптимизировать трение (взять поверхности с меньшим коэф. трения и уменьшить площадь соприкосновения практически до одной точки), то можно получить очень долгое вращение!
Замечу, что даже трение о воздух начинает здесь играть заметное значение.
739
ФизМат для всех

10 Nov, 07:01

Очередная замечательная демонстрация токов Фуко и правила Ленца.
Пройдемся по сути.

Если поместить кусок металла в меняющееся магнитное поле, то в нем появится электрический ток (токи Фуко). Что интересно, появление тока не зависит от того, является этот металл ферромагнетиком или нет.
Появляющийся в металле ток порождает собственное магнитное поле уже от металла. Правило Ленца гласит, что магнитное поле в металле направляется так, чтобы препятствовать изменению внешнего магнитного поля.

То есть, если магнит приближается к куску металла, то магнитное поле от магнита нарастает, и магнитное поле в металле стремится его уменьшить и направляется против, толкая магнит вверх. Когда магнит отдаляется, его поле уменьшается, и магнитное поле в металле стремится его увеличить, и направляется в одну сторону, притягивая к себе. Именно это воздействие тормозит магнит при падении.
854
ФизМат для всех

09 Nov, 07:05

2/2

Но вот этот мистер дяденька пошел дальше и поставил похожий эксперимент. Сбрызнув сосуд чем-то горючим, экспериментатор вызывает горение, которое затем приводит к полному засасыванию жидкости в сосуд!

Я подозреваю, причина в том, что при горении давление и температура внутри резко повышаются, а затем большая часть газа вырывается наружу, а оставшаяся часть попутно остывает. Это приводит к значительному уменьшению давления внутри колбы, в результате которого атмосферное давление загоняет жидкость. Красота, радость, физика!
765
ФизМат для всех

09 Nov, 07:00

1/2
В физике любят проводить эксперимент с паровым ударом. Суть довольно проста.

Нагретый сосуд с небольшим количеством воды внутри подвергают резкому охлаждению. При температуре кипения давление пара составляет атмосферное давление, то есть, практически все давление внутри сосуда создается паром. При резком охлаждении пар конденсируется (превращается в воду), и давление внутри создает только небольшое количество воздуха. Возникает сильная разница между атмосферным давлением снаружи и давлением внутри бутылки, которая способна лопнуть бутылку или просто затолкать в нее побольше воды.

P.S. Если захотите повторить - обязательно надевайте защитные очки!
597
ФизМат для всех

08 Nov, 05:05

2/2
Аналогичная демонстрация, но с боковыми шипами. Эффект тот же.
797
ФизМат для всех

08 Nov, 05:01

1/2
Ферромагнитная жидкость - как обычная жидкость, только ферромагнитная.

Напомню, что из всех веществ ферромагнетики - это вещества, которые способны в миллионы раз усиливать магнитное поле (из-за чего в катушки индуктивности добавляют ферромагнитный сердечник), и которые способны сохранять в себе магнитное поле от внешнего источника (из-за чего из них делают магниты).

Ферромагнитная жидкость обладает этими же свойствами, будучи жидкостью. Она состоит из мельчайших ферромагнитных частиц и некоторой жидкой основы. Если поместить ее в сильное магнитное поле, то мы увидим крайне интересный эффект - ровная поверхность жидкости превратится в некую фигуру с шипами!

Объяснение относительно несложное - в магнитном поле жидкость приобретает энергию, которую нужно на что-то тратить, иначе равновесие не наступит. Жидкость тратит ее на увеличение энергии поверхностного натяжения и увеличение потенциальной энергии, создавая эти самые шипы.

Обратите внимание, что при приближении жидкости к магниту количество шипов увеличивается, а затем они увеличиваются в количестве и уменьшаются в размере. Логика тоже простая - жидкость стремится к состоянию наименьшей площади поверхности, поскольку так ее энергия минимальна. Однако магнитное поле дает жидкости энергию, которую можно потратить на увеличение площади поверхности. Далеко от магнита эта энергия не очень велика, поэтому шипы большие и их немного - площадь тем самым увеличивается не очень сильно. Впритык к магниту все сплошные шипы и очень мелкие, чтобы прям сильно увеличить площадь поверхности.
821
ФизМат для всех

07 Nov, 05:05

2/2
Закономерный вопрос - откуда же берутся эти высокоэнергичные частицы? Ответ прост: преимущественно - от Солнца!

Те самые вспышки на Солнце и магнитные бури есть ни что иное, как выброс частиц с поверхности Солнца в сторону Земли (так называемый Солнечный ветер). Большую часть частиц магнитное поле Земли захватывает благодаря силе Лоренца и оставляет вращаться в радиационных поясах. Но определенной части частиц удается проникнуть внутрь.

Это приводит к возникновению болезненных ощущений у ряда людей и... к северному сиянию! Частицы, попадая в атмосферу, возбуждают различные газы (в основном азот и кислород) и заставляют их испускать фотоны, проще говоря, светиться. В видео показано северное сияние, снятое с МКС.

А если внимательно посмотреть на первый ролик, то становится очевидно, почему северное сияние происходит не по всей поверхности планеты - ответ лежит в неравномерности распределения магнитного поля. Частицы успешнее проникают на Землю там, где влияние магнитного поля меньше, то есть, на полюсах.
671
ФизМат для всех

07 Nov, 05:01

1/2
Наша планета такая уютная и безопасная... А что же там, немножко снаружи?

Вокруг Земли (и некоторых иных небесных тел) существует радиационный пояс (или радиационный пояс Ван Аллена) - область на орбите, в которой удерживаются высокоэнергичные заряженные частицы. На видео показана визуализация.

Радиационный пояс Земли разделяют на внутренний и внешний. Внутренний (~4000 км) заселяют в основном протоны, внешний (~17000 км) в основном электроны. Для сравнения: МКС, телескоп Хаббл и Старлинки летают на высоте 408 км, 550 км и 500 км соответственно.

Радиационные пояса представляют серьезную опасность для космонавтов, желающих отлететь от Земли подальше. Люди будут хватать некоторые дозы радиации, их измерительные приборы и солнечные батареи будут глючить и выходить из строя. Разумеется, защита на внешней части космического корабля и быстрый пролет через пояса минимизируют это влияние.
881
ФизМат для всех

06 Nov, 05:07

3/3
А вот здесь ускоренный вариант того же процесса. За оба видео огромная благодарность увлеченному подписчику Владимиру! :)
949
ФизМат для всех

06 Nov, 05:05

2/3
Дак вот для наблюдения такого эффекта, как в первом видео, не обязательно получать жидкий азот - его вполне можно наблюдать на природе.

В видео показано, как облака, образовавшиеся в горах, стекают с них, будто это водопад. Стекают медленно. Вероятнее всего, скорость этого процесса определяется ветром.

Причина такого явления опять же проста - с высотой температура воздуха уменьшается, и воздух не способен более удерживать всю воду в себе. Если эта высота совпала с высотой гор, то облака буквально будут лежать на горах.
1,036
ФизМат для всех

06 Nov, 05:00

1/3
В нашем мире очень многие процессы объясняются влажностью воздуха или каким-либо образом зависят от нее. А влажность работает по очень простому принципу - если нагревать воздух, то влажность будет довольно резко уменьшаться. Если же охлаждать, то будет расти до тех пор, пока не станет равной 100%, а водяной пар не начнет конденсироваться, образуя росу или туман.

В видео показано взаимодействие теплой воды и жидкого азота. Добавление жидкого азота в воду вызывает резкое охлаждение водяных паров над водой, из-за чего образуется густой стекающий туман.

В целом это и есть основной механизм образования тумана или облаков. Теплый воздух с большим содержанием водяного пара охлаждается, после чего уже не может удерживать всю эту воду. Туман образуется, если теплая влажная погода внезапно сменилась холодной; облака образуются из-за того, что воздух с водяным паром поднимается вверх, с высотой охлаждается и на определенной высоте конденсируется.
979
ФизМат для всех

05 Nov, 05:05

2/2
Причем у этих красок есть еще одно интересное свойство - они меняются по-разному в зависимости от температуры. При охлаждении краска становится синей, при нагревании розовой. В теплом состоянии - просто белая. В видео показана чашечка для саке.
767
ФизМат для всех

05 Nov, 05:01

1/2
Перед нами всего лишь чайничек для заварки. Однако давайте посмотрим на него после нагрева. Красивое расцветание сакуры, правда?

Для подобного изменения цвета используются термочувствительные краски (лейкокраситель), принцип работы которых довольно сложен. Цвет предмета, который мы видим, зависит от того, какие цвета предмет поглощает, а какие отражает. При изменении температуры термочувствительные краски способны изменять свою кристаллическую решетку, из-за чего меняются поглощаемые-отражаемые цвета и, соответственно, видимый цвет предмета.
933
ФизМат для всех

04 Nov, 07:02

2/2
Но все эти социалки не так интересны, как физика, поэтому следом сигарету сжигают в чистом кислороде!

Вообще горение - реакция окисления (то есть, получение новых образований с кислородом) с сопутствующим выделением тепла.

В воздухе около 20% кислорода, поэтому заменив воздух кислородом мы увеличиваем скорость реакции в несколько раз! Сигарета вспыхивает как спичка практически.

Поэтому не курите, граждане - 2! А если курите, то лучше в чистом кислороде, чтобы экономить время трудящихся!
872
ФизМат для всех

04 Nov, 07:01

1/2
Довольно интересная демонстрация вреда курения.

Сигарету сжигают в воздухе и прогоняют получившийся дым через воду. Цвет воды говорит сам за себя. Не курите, граждане!
774
ФизМат для всех

03 Nov, 07:00

Довольно прикольная демонстрация, которую легко объяснить принципами динамики.

Если взять большую пружину, то под действием силы тяжести она растянется, однако при растяжении возникает сила упругости, которая стремится вернуть пружину в исходное состояние. Пружина перестает растягиваться в тот момент, когда сила тяжести и сила упругости оказываются равны.

Получается так, что на нижний конец сила тяжести действует вниз, сила упругости вверх, и они равны. На верхний конец и сила тяжести, и сила упругости направляется вниз. Поэтому если отпустить верхний конец, то он стремительно полетит вниз, при том что нижний практически не сдвинется.
954
ФизМат для всех

02 Nov, 07:08

3/3
Да и на худой конец даже струя воздуха сгодится, в конце-то концов!
575
ФизМат для всех

02 Nov, 07:05

2/3
Но кто заставляет использовать именно водяной пар? Если внутрь шара добавить жидкий азот, то он будет интенсивно испаряться от тепла окружающего воздуха, и шар будет вращаться даже лучше.
554
ФизМат для всех

02 Nov, 07:01

1/3
Шар Герона - простейший прототип паровой турбины. Принцип работы крайне прост.

Есть круглый сосуд, из которого торчат трубочки так, что их выходы направлены по касательной к окружности. Внутрь наливают воду и на помещают огонь. Вода начинает испаряться, пар вырывается из трубочек, толкая сосуд в обратную сторону. Сосуд вращается.

Здесь используется реактивное движение - то же самое, благодаря которому плавают медузы и летают ракеты.
539
ФизМат для всех

01 Nov, 05:05

3/3
И совсем простенький видос - каплю Руперта заставляют лопнуть в желатине. Закономерно, что капля не разлетается, а остается примерно в той же самой форме, что и была, только в виде мелких осколков.

Интересно, можно ли превратить это в искусство?
610
ФизМат для всех

01 Nov, 05:03

2/3
Я смотрел несколько обзоров на изготовление капель Руперта - обычно авторы получают каплю раскаленного стекла и роняют ее в воду. Многие утверждают, что получить каплю довольно сложно. Чаще всего стекло просто крошится и все.

В видео показано изготовление капли Руперта с помощью воска. Интересно, это просто удачный дубль или с воском действительно лучше?..
576
ФизМат для всех

01 Nov, 05:00

1/3
Капля Руперта - это всегда хорошо и интересно! Глянем пару демонстраций.

Напомню, что капля Руперта получается путем резкого охлаждения капли стекла. При удачном стечении обстоятельств в стекле возникнет огромное напряжение, благодаря которому оно становится чрезвычайно прочным.

Слабое место же капли заключается в хвостике - если его надломить, то напряжение в стекле высвободится, и капля разлетится на мелкие осколки, будто произошел взрыв.

В видео показан разлет капли Руперта в воде, заснятый с помощью замедленной съемки. Довольно занятно, что капля в целом разлетается во все стороны примерно одинаково, в соответствии с формой капли. Это позволяет предположить, что напряжения в капле приблизительно одинаковы для каждого участка.
626
ФизМат для всех

31 Oct, 08:01

Интересная демонстрация поведения резины при низких температурах.

При сильном охлаждении кинетическая энергия движения молекул вулканизата (вещество, соединение с каучуком которого дает нам резину) значительно уменьшается, молекулы движутся медленнее, и резина теряет ключевое свойство - эластичность. По мере нагревания молекулы ускоряются, и это свойство возвращается.

В видео показано, как резиновое кольцо окунают в жидкий азот в растянутом состоянии, и она сохраняет свою форму, несмотря на вложенную потенциальную энергию. При охлаждении резина по свойствам очень схожа со стеклом. По мере нагревания от тепла руки и окружающего воздуха свойства резины возвращаются, потенциальная энергия высвобождается и резина сжимается, как и должна была.
692
ФизМат для всех

30 Oct, 05:00

Попалась очень интересная демонстрация явления преломления и прозрачности тел.

Итак, в кубическом сосуде находится пробирка, в пробирке болтик. Изначально в кубе и пробирке воды нет. Болтик не видно, поскольку свет преломляется на переходе воздух-стекло, что создает практически полную однородную тень.

Заливаем кубик водой. Ситуация не меняется, поскольку вокруг болтика все так же есть воздух. Однако можно заметить интересный момент - на границе вода-стекло тени не возникает, поскольку вода и стекло имеют близкие коэффициенты преломления.

Заливаем в пробирку воду, и болтик становится виден. Причина тому - на пути световых лучей идет стекло-вода-стекло-вода-..., т.е. отсутствует воздух. Болтик ввиду своей непрозрачности все равно создает тень.

Если вытащить пробирку из воды, то болтик не буден виден, так как вокруг пробирки снова воздух.
760
ФизМат для всех

29 Oct, 05:05

2/2
Можно показать довольно интересное применение этого эффекта - очистка ЛЭП от снега при помощи силы Ампера.

Если кратко, то очистка происходит в два этапа. Сначала по ЛЭП пускают большой ток, который разогревает провода и заставляет подтаять снежную корку. Затем серией импульсов провода заставляют раскачаться (как раз действием силы Ампера), благодаря чему подтаявшая корка легко слетает.

Казалось бы ага, так да!
859
ФизМат для всех

29 Oct, 05:00

1/2
Существует в нашем мире великая и могучая сила Ампера - сила, действующая на проводник с током в магнитном поле.

В видео показана демонстрация силы Ампера на двух параллельных проводниках, по которым идет ток. Дело в том, что вокруг любого проводника с током возникает магнитное поле. Поэтому правый проводник оказывается в магнитном поле, созданном левым проводником, и наоборот. Совокупность этих действий приводит к тому, что проводники под действием силы Ампера притягиваются, если токи текут в одну сторону, и отталкиваются, если в разные.

Обратите внимание на толщину проводников - она специально выбрана большой, чтобы можно было пустить большой ток. При маленьком токе, с которым мы обычно имеем дело, эффект слишком незаметен.
825
ФизМат для всех

28 Oct, 05:00

Симпатишная демонстрация фигуры Лихтенберга в оргстекле.

Фигуры Лихтенберга возникают при прохождении разряда через диэлектрик (стекло, дерево, кожа и т.д.). Токи в этот момент имеют достаточно большую величину, чтобы создать разрядные каналы, в которых высокое давление разрушает материал диэлектрика, результатом чего являются получающиеся рисунки.

Довольно интересно заметить, что разрядики еще достаточно долго мелькают после основного разряда. Причиной этому, возможно, является пьезоэффект - при деформации некоторые кристаллы способны создать разряд.

Целое искусство, между прочим!
1,083
ФизМат для всех

27 Oct, 06:59

Перед вами самый маленький анимационный фильм, который существует в нашем удивительном мире - 'Мальчик и его атом'. И когда я говорю 'маленький', то имею ввиду вовсе не длительность.

Анимация состоит из 242 картинок. Каждый кадр имеет размеры 45 х 25 нм. Изображение было сформировано путем размещения молекул оксида углерода на медной подложке при чрезвычайно низкой температуре в 5 К (-268 C). Для размещения молекул и ведения съемки использовался сканирующий туннельный микроскоп. На каждом кадре мы видим 65 молекул оксида углерода.

Принцип работы сканирующего микроскопа можно описать так - крошечная игла (зонд) подносится к исследуемой поверхности на очень близкое расстояние, после чего на острие подается небольшой ток. Чувствительные датчики фиксируют изменение тока при прохождении исследуемой поверхности, что позволяет ее 'увидеть'.

Отличная демонстрация научного прогресса и мощи ученого мира! И не могу не спросить - чему же нас учит эта картина?..
921
ФизМат для всех

26 Oct, 07:00

Довольно своеобразная демонстрация - скейтбордное колесико раскручивают струей из гидроабразивного резака до высоких оборотов. При вращении на колесо начинает действовать центробежная сила (та самая, которая выталкивает нас, если мы стоим на карусели). Сила и давление струи настолько велики, что колесо увеличивается в размерах и затем вовсе лопается.

Испортили колесо, зато теперь знаем, что оно умеет очень сильно растягиваться!
908
ФизМат для всех

25 Oct, 05:05

2/2
Резка льда - отличная демонстрация 'мощи' тепловых трубок. Без комментариев.
1,060
ФизМат для всех

25 Oct, 05:01

1/2
Одно из величайших изобретений человечества - тепловые трубки.

Все мы знаем, что медь отлично проводит тепло, из-за чего ее используют для отведения тепла во многих электрических и не только приборах. Но на деле охлаждение за счет теплопроводности, пусть и электронной, происходит довольно медленно.
Решением проблемы являются тепловые трубки (heat pipe). У них медная оболочка, но наполнение гораздо более интересное.

Чрезвычайно теплоемким процессом в нашем мире является парообразование. Поэтому, например, так холодно, когда выйдешь мокрым из воды - капли воды испаряются и тянут из нас гору энергии.
В тепловых трубках применяется жидкость, которая легко испаряется при появлении источника тепла, переносится на другой (холодный) конец и конденсируется, отдавая при этом энергию. Скорость передачи тепла за счет испарения жидкости можно назвать практически мгновенным.
1,171
ФизМат для всех

24 Oct, 05:01

Казалось бы - всего лишь мыло. Ан нет - физический опыт! Итак, что будет, если засунуть мыло в микроволновку и нажать кнопку ПускЪ?

Ответ довольно предсказуем - мыло не взорвется, не разлетится, не загорится, а превратится в некую массу, которую можно охарактеризовать словом 'суфле'. Причина кроется в пузырьках воздуха, которые образуются при производстве и застывании мыла. В микроволновой печи они нагреваются, давление повышается, и пузырьки разрывают мыло изнутри.

Пробовать никому не рекомендую и советую не пробовать!

P.S. Кто попробует - заснимите это, пожалуйста :)
855
ФизМат для всех

23 Oct, 05:01

Приятная демонстрация явления электромагнитной индукции, вихревых токов и правила Ленца.

Кратко пройдемся по сути процессов. Если поместить проводник в переменное магнитное поле, то в нем без всяких проводов возникнет электрический ток. Это используется, например, на ГЭС - при вращении водой турбины происходит изменение магнитного поля, пронизывающего связанного с турбиной контура, и в контуре возникает ток.

Однако, если в контуре появился ток, значит, вокруг него образуется уже и собственное магнитное поле (магн. поле образуется вокруг движущихся заряженных частиц). Значит, в системе будет два магнитных поля - внешнее и возникшее от индуктивного тока. Возникшее поле всегда направляется так, чтобы препятствовать изменению внешнего - правило Ленца.

На видео медная трубка (отличный проводник) падает внутри магнитов. Если трубка находится над магнитом, то она к нему приближается, то есть, для нее магнитное поле магнита растет, поэтому медь создает поле, направленное против внешнего, отталкивается от него и тормозится. По симметричной логике трубка притягивается к верхним магнитам и тоже тормозится. А мы можем наблюдать это падение в красивой съемке - шикарно же!
1,033
ФизМат для всех

22 Oct, 05:01

Довольно интересная демонстрация, в которую вплетено сразу несколько физических явлений.

Итак, молодой человек наливает спирт в емкость, после чего закачивает в емкость воздух под давлением, и после резкого открытия весь сосуд заполняется туманом. Это работает так называемое адиабатическое охлаждение.

Поскольку открытие происходит очень быстро, то газ внутри не успевает обменяться теплом с окружающей средой, поэтому энергию для расширения сжатый воздух берет из единственного возможного источника - себя самого. То есть, расширяясь газ охлаждается.

Почему появляется туман? В воздухе всегда содержится какое-то количество водяного пара. Есть один нюанс - теплый воздух способен удержать гораздо больше пара, чем холодный, поэтому при охлаждении воздух отдает воду. Так появляется туман и роса.

Ну, и горение спирта вещь совсем простая - спирт очень летучее вещество и легко испаряется, ввиду чего быстро сжечь его не составляет труда.

P.S. Вы наверняка замечали, что в холодную погоду при дыхании появляется пар - так происходит потому, что теплый воздух дыхания резко охлаждается. А замечали ли вы, что вблизи дороги интенсивность парообразования резко увеличивается? Так происходит потому, что в присутствии паров бензина водяному пару легче сконденсироваться. Предположу, что в спиртовой среде это также оказывает некое воздействие, из-за чего эффект в ролике так заметен.
610
ФизМат для всех

21 Oct, 05:05

2/2
А если взять лазерочек побольше, то можно не просто поджигать спички, а плавить и резать металл.

На видео показана резка металлоконструкций выведенных из эксплуатации кранов-перегружателей высотой порядка 40 м на площадке угольного склада ТЭЦ в Кургане.

Это еще не сосули, конечно, но уже неплохо!
639
ФизМат для всех

21 Oct, 05:00

1/2
Возьмем некое излучение. Например, солнечный свет. Если подставить ему поверхность некоторого вещества, то поток фотонов будет врезаться в атомы вещества, увеличивая их кинетическую энергию, и, следовательно, температуру. Так и запишем - излучением можно нагревать.

Но Солнце очень сильно большое и мощное, возможен ли другой источник? Конечно, это лазер. Причем лазерное излучение не размазывается в широкое пятно - наоборот, оно фокусируется практически в точку, из-за чего плотность фотонов и величина нагрева в этой области просто зашкаливает.

На видео показано как довольно слабый лазер мощностью 1 Вт зажигает спичку. Для сравнения - такую мощность имеет маленький светодиод. Весь прикол в том, что излучение светодиода направляется во все стороны, поэтому в конкретной точке передаваемая энергия копеечна.
620
ФизМат для всех

20 Oct, 07:00

Все знают, что в космосе невесомость. Что это значит? То, что любое тело не действует на какие-либо опоры из-за того, что тело притягивает к себе Земля благодаря силе гравитации.

Однако обязательно ли лететь в космос ради невесомости? Вовсе нет - почувствовать невесомость можно и поближе к земле. Поможет в этом 'парабола Кеплера'.

Когда самолет поворачивается по параболе, он движется при этом по окружности, и центробежная сила выталкивает тела из этой окружности. Подобрав скорость самолета и радиус полета, можно добиться того, что центробежная сила уравновесит силу тяжести, и тело окажется в невесомости.

На видео показаны такие туристы нулевой гравитации. Если кому интересно, то стоит такое удовольствие около полумиллиона.
698
ФизМат для всех

19 Oct, 07:05

2/2
Но вот здесь не менее интересно - стекло наливают в стеклянный кубок, и кубок не лопается, а так же расплавляется!

Честно говоря, объяснения не имею. Возможно, в стекло что-то легировано, что увеличивает теплопроводность; возможно, что правильна подобрана температура жидкого стекла, из-за чего механические напряжения успевают сняться раньше, чем бокал лопнет; возможно, что это и не совсем стекло даже. Но факт налицо - там лопалось, тут течет!
687
ФизМат для всех

19 Oct, 07:01

1/2
У меня тут две немного противоречивые демонстрации.
В видео показано, как нагретым до большой температуры стеклом ломают всякие стеклянные предметы. Иначе говоря, стекло в стекло (от создателя хита 'Глаза в глаза').

Все стеклянные предметы ломаются, поскольку нагретое стекло вызывает резкое увеличение температуры и объема и, следовательно, появления внутренних механических напряжений, которые и разрушают стекло. Тонкие стенки ломаются практически сразу же, толстые как бы 'накапливают' напряжение и бахают помощнее.
754
ФизМат для всех

18 Oct, 05:05

2/2
Этот опыт поинтереснее. Светодиод зажигают при использовании жидкого проводника - подсоленной воды.

Поваренная соль (натрий хлор NaCl) является ионным кристаллом. Это значит, что молекулы соли создаются при притяжении отрицательного иона хлора и положительного иона натрия.

При подаче напряжения соль разрушается на отдельные ионы, то есть, подсоленная вода обогащается заряженными частицами и оказывается способна проводить электрический ток. Именно это мы и лицезреем.

Обратите внимание на активное движение внутри жидкости - ионы довольно массивны, поэтому их движение вполне заметно.

После того, как у воды появился мостик, электрическому току проще пройти по мостику, чем тащиться через сопротивление светодиода, поэтому светодиод больше не светится. Это типичный пример короткого замыкания.
827
ФизМат для всех

18 Oct, 05:01

1/2
А сегодня у нас две интересные демонстрации, связанные с электричеством.

В этом видео показано, как нить накаливания при отсутствии защитной колбы разрушается под действием электрического тока.
Что интересно - получается, что важную роль в разрушении нити играет ее собственная сила тяжести. Интересно, что было бы в невесомости?

При наличии защитной колбы воздух вокруг нити откачен, нить при нагревании не взаимодействует с кислородом, не испаряется и в целом держится молодцом.
753
ФизМат для всех

17 Oct, 05:04

2/2
А здесь зажигалка с пластиковым корпусом - корпус сгорает, и газ внутри радостно пыхает тоже. Получается неплохой дизайнерский горшок.
727
ФизМат для всех

17 Oct, 04:59

1/2
В эфире рубрика 'Ответы на вопросы, которые никому не придет в голову задавать' - что будет, если расплавленное стекло вылить на зажигалку? Казалось бы, интернет уже изобрели, но люди все равно задаются такими вопросами!

Первая зажигалка с металлическим корпусом - на видео вы увидите просто небольшое вздутие в области металла.
Температуру такого стекла довольно сложно указать, она находится где-то в районе 1000 градусов. Температура плавления стали или латуни немного больше, поэтому зажигалке ничего не делается.

Видно как в районе металла происходят какие-то вздутия - предположу, что так испаряется какое-то покрытие зажигалки (или оксиды на металлической поверхности), которые и создают эти пузыри.

Интересный факт - стекло является аморфным телом. Можно сказать, что стекло - очень сильно переохлажденная жидкость.
Представьте, что у вас есть мед. Если его охладить, то он станет вязким и тягучим; если нагреть, то наоборот станет более текучим. Стекло ведет себя также - по мере нагревания у стекла уменьшается вязкость (которую при обычной температуре можно считать бесконечной), и в определенный момент стеклом становится удобным для измерения формы. Однако конкретной температуры плавления стекло не имеет. Просто: чем горячее, тем текучее.
788
ФизМат для всех

16 Oct, 05:00

Вдогонку к видосу о цветах - эти же цвета можно получить, помещая определенные вещества в пламя горелки.

В пламени поток очень быстрых атомов возбуждает излучающие атомы, которые начинают излучать в определенном спектре, который зависит от типа вещества. По порядку идут - хлорид натрия (поваренная соль), хлорид лития, хлорид калия, хлорид стронция и медный купорос.
944
ФизМат для всех

15 Oct, 05:04

3/3
Однако, жидкий кислород тоже интересен. Если мы зажжем спичку и сунем ее в воду, то услышим короткое 'пш', и спичка погаснет, ибо в воде нет достаточного количества кислорода для поддержания горения, а сама вода не допускает воздух до спички.

Однако если зажечь спичку в жидкий кислород, то как вы понимаете, доступ к кислороду у спички будет вполне свободный, ввиду чего спичка спокойно и даже интенсивно сгорит.

Эти ролики учат нас тому, что у физиков все равно все сгорит. И должно оно на самом деле гореть или нет — дело десятое.
898
ФизМат для всех

15 Oct, 05:01

2/3
Раз уж речь зашла - попалось тут видео про 20 кВт лампочку накаливания (это примерно как 250 обычных ламп). Зверюга! Я думаю, можно комнату отапливать таким устройством.
968
ФизМат для всех

15 Oct, 04:59

1/3
Две интересные демонстрации про сжиженные газы.

Думаю, все люди преклонного и старческого возраста еще помнят такое устройство - лампа накаливания. Работает она просто - очень тугоплавкий металл (вольфрам) скручен в проволочку, и по нему пускают электрический ток. От этого металл чрезвычайно сильно нагревается и, как любое уважающее себя нагретое тело, начинает светиться. Все просто.

Однако если все это делать в воздухе, то вольфрам в кислородной среде (помним, что в воздухе примерно 1/5 отведена кислороду) просто сгорит (в видео показано). Для этого нить помещают в колбу и выкачивают из нее воздух, оставляя вакуум какой-нибудь степени. Так лампочка способна светить часами, а не минутами.

Дак вот что интересно - азот, который составляет оставшиеся 4/5 воздуха, не взаимодействует с вольфрамом, поэтому лампа накаливания может светить довольно долго в жидком азоте и не перегорать. Потрясающе!
754
ФизМат для всех

14 Oct, 05:01

Довольно интересная демонстрация влияния давления окружающего воздуха.

Самолетные самолеты летают на высоте около 10 км. На такой высоте давление падает примерно до 30% от нормального атмосферного, и выжить невозможно. Поэтому в самолетах устраивают наддув кабины - закачивают воздух извне, создавая внутри приемлемую для существования среду.

Однако идеальную среду создать сложновато, ведь чем больше разница давлений, тем больше нагрузка на конструкцию самолета, поэтому давление воздуха в самолете составляет где-то 75-80% от нормального.

В видео показан пакетик чипсов. Пакетик изготовлен и запаян на земле, поэтому давление воздуха внутри приблизительно равно атмосферному. Однако при взлете давление в кабине падает, и воздух внутри пачки чипсов раздувает ее. При посадке давление возрастает, и пачка возвращается в исходное состояние.

Прикольная демонстрация! Недавно летел на самолете - теперь жалею, что не захватил такую пачечку.
1,180
ФизМат для всех

13 Oct, 07:02

Широко известный опыт в красивом и аккуратном исполнении.

Давайте задумаемся над простым вопросом - почему мы видим стекло и воду, если они, вообще говоря, прозрачные? Ответ прост - мы их видим по искривленному изображению.

Представьте, что вы взяли идеально чистый кусок стекла с просветлением (чтоб отражения не было) и воткнули его на каком-нибудь пустыре. Сможете ли вы увидеть место, где стекло стоит, или оно станет для нас невидимым? Конечно, сможете, поскольку походив вокруг стекла вы будете замечать различные искажения, вызванные преломлением, которых не может быть от воздуха.

С преломлением каждый из нас сталкивался - если налить в стакан водичку, сунуть ложку и посмотреть сбоку, то часть ложки в воздухе значительно смещена относительно части в воде. Она как будто сломана. На самом деле сломаны здесь лучи света.
Дело в том, что скорость света максимальна в вакууме. В любой же среде скорость света уменьшается в количество раз, равному коэффициенту преломления - главному оптическому параметру среды. Когда свет попадает из воздуха в стекло или воду, он замедляется и меняет свою траекторию, что мы отлично видим.

Но что если мы возьмем две среды с одинаковыми показателями преломления? Свет будет замедляться в них одинаково и оптически мы не увидим никакой разницы.

Опыт в видео построен именно на этом. Автор использует стекло и глицерин, показатели преломления которых идеально подобраны друг к другу. Поскольку для света нет разницы между стеклом и глицерином, то в обоих средах он движется с одинаковой скоростью, и мы не видим преломления и, следовательно, не видим одного вещества на фоне другого.
991
ФизМат для всех

12 Oct, 07:05

2/2
Вот еще симпатичный пример иризации облаков.
Ну, ведь красиво же, когда красиво!
976
ФизМат для всех

12 Oct, 07:01

1/2
Давайте смотреть на прекрасное.
Знакомьтесь - иризация облаков. Причиной возникновения такого явления может быть дифракция или интерференция, о которых я уже рассказывал ранее.

Если кратко и просто, то белый солнечный свет (то есть, сумма всех цветов) идет от Солнца и в атмосфере натыкается на какой-то участок, в котором разные цвета распространяются по-разному. Из-за этого участка белый цвет распадается на радужный спектр, и мы видим то, что видим.
1,130
ФизМат для всех

11 Oct, 05:02

Офигенная демонстрация так называемой тяжелой воды. Простая и при этом оригинальная.

Думаю, все знают формулу воды - Аш два О (H2O). Аш два означает, что в составе молекулы воды есть два атома водорода. Но водород имеет три изотопа. Изотопы - это атомы одного и того же вещества, имеющие разное количество нейтронов. Они как братья, короче.
Вот первый изотоп - протий - это тот самый атом, про который мы думаем, когда говорим слово 'водород'. Он имеет в составе только один протон и один электрон и является самым легким атомом.

Однако он имеет двух популярных братьев-изотопов - дейтерий (протон, электрон, нейтрон) и тритий (протон, электрон, два нейтрона). Тритий он ваще не 'наш чувак' - он радиоактивный и весь из себя не такой.

А вот дейтерий как старший брат протия - он имеет во многом аналогичные свойства. И дейтерий в 2 раза тяжелее протия из-за добавки нейтрона.

Дейтерий свободно встречается в небольшом количестве в воде. И он так же может образовывать воду - тяжелую воду с формулой Дэ два О(D2O). Вместо двух атомов протия там два атома дейтерия.

Получается прикольный, но при этом закономерный результат - лед обычной воды (H2O) плавает в обычной воде, а вот лед тяжелой воды (D2O) в обычной воде тонет. Моя ликовать!

Тяжелую воду используют в качестве замедлителя нейтронов в атомных реакторах, а также в качестве носителя тепла - в этом плане она лучше обычной воды.

Интересный факт - чаще в воде встречается полутяжелая вода - DHO (один атом водорода, другой дейтерия). Около 0.03%.
930
ФизМат для всех

10 Oct, 05:00

Красивая демонстрация фигур Лихтенберга - линий, которые получаются при прохождении разряда в дереве или стекле.

Физика довольно проста - дерево обильно смачивают раствором соли. Под действием внешнего напряжения кристаллы соли разбиваются на ионы и начинают проводить электрический ток. При этом выделяется большое количество энергии, из-за чего разряд буквально прожигает себе дорожки в дереве. Получаются красивые рисунки.

Если честно, не уверен, что кружка на видео и в конце на картинке - одна и та же. Тем не менее, красивое!
1,043

2024 All Right Reserved

Disclaimer: The content displayed on this website is solely provided by the respective Telegram channels. We hold no ownership or responsibility for the content shared by these channels.