Рубрика «электроны» - 3

в 18:34, , рубрики: атомы, молекулы, Научно-популярное, нейтроны, протоны, физика, электроны

Если молекулы – основные структуры, задействованные в химии – это слова, из которых состоят все окружающие нас материалы, тогда атомы – это буквы, строительные блоки молекул. Слова бывают разной длины, и типичная молекула тоже может содержать несколько атомов, или несколько сотен, или даже сто тысяч атомов. Молекула столовой соли NaCl состоит из двух атомов, натрия Na и хлора Cl. Молекула воды H2O содержит два атома водорода и один кислорода. Молекула столового сахара C12H22O11 содержит 12 атомов углерода, 11 кислорода и 22 водорода, организованных определённым образом.

Откуда нам известно о существовании атомов? Иногда их можно «видеть», так же, как мы видим молекулы, которые они могут формировать. Не глазами, но более продвинутыми устройствами. Один из методов использует сканирующий туннельный микроскоп, способный показывать атомы в кристалле или даже передвигать их по одному. Другой метод использует нашу возможность захвата ионов (немного изменённых атомов – подробности ниже).
Читать полностью »

в 12:24, , рубрики: атомы, БАК, Научно-популярное, протоны, физика, электроны, элементарные частицы

Кому какое дело до частиц? Почему физики, специализирующиеся на них, так ими интересуются?

На самом деле нам интересны не частицы сами по себе.

Вот вам аналогия: представьте, что вас заинтересовали города римской империи и то, как они функционировали. Из-за этого вы можете начать изучать римскую архитектуру. Возможно, вас заинтересует, как они строили свои здания и акведуки. Затем, вероятно, вы перейдёте к надёжности их арок и фундаментов, а с них – на свойства кирпичей и строительного раствора. Но интересуют вас не кирпичи и раствор – это только средства для достижения цели. Вы хотите рассматривать их как часть более общих вопросов разработки и постройки римских зданий, их красоты и их надёжности, позволившей им пережить столетия.

Природа – самый плодотворный и древний архитектор. Мы живём в окружении красоты и загадок – дубов и вулканов, закатов и бурь, красивой луны и неисчислимых песчинок на пляже. Пару столетий назад учёные сделали вывод, что разнообразие этой архитектуры можно лучше понять, если принять, что материя состоит из различных атомов – «элементов». Так они и начали интересоваться атомами, «элементарными» строительными кирпичиками природы, как о них тогда думали.
Читать полностью »

в 23:26, , рубрики: водород, волновая функция, Научно-популярное, принцип паули, спины, физика, электроны

Читатель спрашивает:

Когда я читал ваш ответ по поводу лазеров, то я вспомнил свой давний вопрос по поводу принципа Паули. Как я понимаю, у двух электронов в молекуле водорода спины должны быть противоположными. Значит ли это, что при формировании молекулы электроны меняют спин, или же сформировать молекулу могут только электроны с противоположными спинами?

В этом вопросе заключено очень многое, поэтому начнём с принципа запрета Паули.

image

Несмотря на большое разнообразие разных типов элементарных частиц, существующих во Вселенной, их все можно поделить на два типа:

  • фермионы – частицы с полуцелым спином: ±1/2, ±3/2, ±5/2,..
  • бозоны – частицы с целым спином: 0, ±1, ±2,..

Что интересно, составные частицы тоже ведут себя либо как фермионы, либо как бозоны. Протоны и нейтроны ведут себя как фермионы со спинами ±1/2, как и электроны. У каждой частицы есть набор квантовых состояний, которые она может занять, с дискретными уровнями энергии, моментами импульса, направлениями спинов и т.д.

Основная разница между фермионами и бозонами – если у вас есть две идентичные частицы, то туда же можно отправить сколько угодно бозонов в том же квантовом состоянии, но идентичные фермионы не могут занимать одно и то же состояние.
Читать полностью »

в 17:33, , рубрики: графен, космонавтика, лазер, Научно-популярное, физика, электроны

На графене – к звёздам: материал из оксида графена двигается под воздействием света - 1
Графеновая губка

Новое неожиданное свойство графена было обнаружено китайскими учёными из Нанькайского университета. Экспериментируя с «графеновой губкой», полученной из оксида графена, они обнаружили, что луч лазера способе придавать губке ощутимое ускорение.

Графеновую губку учёные получили из смятых листов оксида графена. Они пытались резать этот материал лазерным резаком, и внезапно обнаружили, что под воздействием лазерного луча материал начинает двигаться. Будучи помещёнными в вакуумную камеру, небольшие кусочки графеновой губки получилось подбросить лазером вверх на высоту до 40 см. Их заставляли двигаться даже солнечные лучи, сфокусированные при помощи обычной линзы.

Пока не до конца понятно, каким образом лазер (и свет вообще) сдвигает с места что-то ощутимо крупнее отдельных атомов. Возможно, имеет место эффект солнечного паруса, когда фотоны придают ускорение парусу, передавая ему свой импульс. Совсем недавно был запущен LightSail – первый коммерческий спутник, работающий на таком принципе.

Вторая идея, возникшая у экспериментаторов состояла в том, что под воздействием лазера из графена выбиваются атомы углерода, которые придают губке реактивное движение – но эту идею учёные, по некоторому размышлению, отбросили.
Читать полностью »

в 14:02, , рубрики: волны, корпускулярно-волновой дуализм, нанотехнологии, Научно-популярное, свет, фотоны, частицы, электронный микроскоп, электроны, метки: ,

Учёные получили изображение света, который ведёт себя как волна и частица одновременно - 1

Учёным из швейцарии и США впервые удалось запечатлеть свет, ведущий себя одновременно как волна и как частица. Для проведения эксперимента использовался уникальный электронный микроскоп в швейцарской лаборатории EPFL.

Со школы мы знаем принцип корпускулярно-волнового дуализма – в некоторых случаях свет ведёт себя, как волна, а в некоторых – как набор частицы (фотоны). Альберт Эйнштейн использовал этот принцип, объяснив, почему некоторые металлы излучают электроны, когда на них падает свет. Однако до этого момента эксперимент, позволяющий увидеть, как это происходит, не удавалось поставить. Теперь же учёным удалось сделать нечто вроде фотографии света, на которой видно и частицы и волны.
Читать полностью »

123
Главная   |  Архив новостей  |   Android  |   Google  |   Apple  |   Microsoft  |   Информационная безопасность  |   Веб – разработка
Публикации RSS  |  Комментарии RSS
https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js