yego.me
💡 Stop wasting time. Read Youtube instead of watch. Download Chrome Extension

Можно ли что-то потрогать? И другие вопросы [Veritasium]


4m read
·Nov 3, 2024

Вот сайт с шаурмой.

[Музыка]

Нет, правда, можно ли что-то потрогать? Вот я трогаю камеру. Можно ли что-то потрогать? Отличный вопрос. Вот, скажем, два электрона. Под их соприкосновения мы подразумеваем физический контакт. Но проблема в том, что, насколько нам сейчас известно, у электрона нет размеров и объема, так что эти шарики на самом деле не к месту.

Но как тогда электроны взаимодействуют? Всё происходит с помощью обмена частицами. У электронов частицы, и переносчиком является фотон. Когда электроны сближаются, фотон переходит от одного к другому, меняя импульс обоих и отталкивая их друг от друга. Им не обязательно касаться, чтобы взаимодействовать, то есть обмениваться частицами и менять импульсы. Значит, о направлении испытывать силу.

Так что же выходит? Мы понимаем под соприкосновением, когда мы трогаем объект, мы обмениваемся с ним частицами – переносчиками. Вот, по сути, и все. Если фотоны – это одновременно кванты света и переносчики электромагнитного взаимодействия, не значит ли это, что фотоны создают магнитное поле?

А раз так, то почему мы их не видим? Всё дело в том, что эти фотоны нереальны, они виртуальны. Это непростая тема, и я надеюсь разобрать её в следующем ролике. Основное свойство виртуальных частиц – неуловимость. Они существуют, но их нельзя непосредственно обнаружить. Также они могут не подчиняться некоторым законам, действующим на реальные частицы.

Возьмём соотношение энергии-импульса Эйнштейна: E² = m₀²c⁴ + p²c². Виртуальная частица может игнорировать это уравнение. Обнаружить можно только реальные частицы, которые подчиняются этому уравнению, наши фотоны и виртуальные. Об этом я расскажу как-нибудь позже.

Назови три ученых, которые на тебя повлияли. Пожалуй, Эйнштейн, Померанцев и Тесла. Пишите, кто повлиял на вас. Привет, Дарк!

Многих из нас уже давно интересует вопрос, кто больше раз подтянется – ты или легенды из “Минуты физики”? Я хотел решить вопрос теоретически, но битва всё же состоялась в лондонском метро.

[Музыка]

Gigamic. Люди за... а я знала Генриетту. Спортсмена в школе говорят, что атомы стремятся заполнить внешней электронной оболочке, и ради этого охотно превращаются в ионы. Но почему и чем именно объясняется вместимость оболочек? 2, 8, 18, 32 и так далее.

Сначала разберемся с электронными оболочками. Если допускать, что электрон – это не только частица, но и волна, то получается, что эта волна привязана к ядру, то есть стоячая волна. Типичный пример стоячих волн – колебания струны, когда по сути волна никуда не движется – колеблется туда-сюда, как и на плоской двумерной поверхности.

Примечательно, что такие волны формируют устойчивые паттерны, а электроны по сути это стоячие волны в трёх измерениях. Математически они описываются сферическими гармониками. Из-за увеличения числа возможных устойчивых конфигураций по мере роста момента импульса на разных уровнях может находиться разное количество электронов.

И не стоит забывать, что согласно принципу Паули два электрона, так как они являются фермионами, не могут занимать одно состояние. То есть в случае с оболочками мы смотрим на стоячие волны электронов, и среди них не так много стабильных вариантов. Наглядная демонстрация принципа – вибрирующая пластина.

Почему электроны стремятся заполнить внешние оболочки? Так минимизируется энергетическое состояние системы в целом. Допустим, у вас есть два атома, у одного из которых вы забираете электрон и отдаете другому. И когда их оболочки заполнены, оказывается, что суммарная энергия становится меньше по сравнению с предыдущей конфигурацией. Это как мяч, катящийся с горки. Всё в природе стремится снизить свой энергетический уровень.

Почему видимые частоты света распределены непрерывно? Ведь известно, что атомы поглощают и излучают фотоны лишь определённых частот, которые задаются уровнями сергей электронов. Откуда берутся все остальные цвета? Верно, атомы излучают конкретные цвета из-за того, что электроны скачут с одной орбиты на другую.

Но когда эти атомы образуют молекулы, даже в твердых веществах или плазме, возникает много частот, так как движение зарядов становится сложнее. Там у электронов уже нет чётких уровней, по которым они могли бы прыгать, производя один конкретный цвет. Появляются целые энергетические зоны, и тогда мы видим цветовую гамму, как в случае с солнцем или горячими твердыми телами. Отсюда и берётся непрерывный спектр частот, так как энергетические зоны электронов допускают почти любой переход.

Среди твоих зрителей есть те, кто хочет стать ученым. Какое направление, по твоему, будет самым интересным в этом веке и почему? Я, конечно, не могу сказать, какие науки выйдут на первый план в будущем, но в ближайшие десятилетия я бы поставил на генетику. У проекта «Геном человека» ушло примерно 10 лет и 1 миллиард долларов, чтобы секвенировать один человеческий геном.

Ближайшие 10-20 лет это можно будет сделать за неделю и за сто баксов. Эта область науки растет чрезвычайно быстро, поэтому, если бы я выбирал сейчас, то, возможно, выбрал бы именно её.

И переведено и озвучено студией Вверх Гайдар.

More Articles

View All
Equilibrium, allocative efficiency and total surplus
What we’re going to do in this video is think about the market for chocolate, and we’re going to think about supply and demand curves. But we’re going to get an intuition for them in a slightly different way. In particular, for the demand curve, we will …
The Bill of Rights: an introduction | US government and civics | Khan Academy
The Bill of Rights, as we know it today, were the first 10 amendments to the Constitution. These amendments guaranteed individual liberty to make sure that citizens had a stated expectation for what the government could or could not do to them. You can ki…
Area of a circle | Perimeter, area, and volume | Geometry | Khan Academy
[Teacher] A candy machine creates small chocolate wafers in the shape of circular discs. The diameter, the diameter of each wafer is 16 millimeters. What is the area of each candy? So, the candy, they say it’s the shape of circular discs. And they tell …
The Titanic's Guggenheim State Rooms | Back to the Titanic
[music playing] NARRATOR: The sub will dive to the wreck site, travel over the bow, then out across the debris field, searching for the mysterious piece of metal. Here comes the water attempt. TOM: Are you ready? TOM: Yeah, roger that, my hatch is secu…
BEHIND THE SCENES of a YouTube video
I spend a very long time in the first minute of the YouTube video because I feel like the first minute is really the most powerful. You can lose 90% of your audience in just the first minute, and you’re never gonna get them back to that video. So it’s so …
What the Apollo Missions Meant | APOLLO - Missions to the Moon
NARRATOR: The moon is a necessary first step for exploration of the planets. To fly them there and return them safely in this decade is the goal of NASA’s project Apollo. The early missions of Mercury and the experience from Gemini have brought this count…