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
Power Under Pressure: Getting it Done (Clip) | Alaska: The Next Generation
Here we go. That’s basically it, and that’ll be the reel system to reel all the line in as that sled goes up. All that’s left to do is to string up the cordage. I gotta couple strands of cord and going to replace that other cordage I was using because tha…
Snitches Get Stitches | Wicked Tuna
Oh no, called the Coast Guard! Yo, Coast Guard’s coming! You think that called the Coast Guard on you? Yeah, see that boat there? All my friends are on that boat. He set that out just for us. Safety is a big issue out here, and messing with people, you kn…
Corn Flour Fireball
[Applause] I’m about to make a corn starch Fireball. Check it! [Music] Out, that is awesome! But it’s not just about making a giant Fireball; this is about real science. What’s going to happen when I put this butane torch on this teaspoon of corn flour? …
15 Predictions for 2024
If you could see slightly into the future, what would you do with that information? Every successful person tries to peek into the future to figure out how to use it to their advantage. Those who are able to do it to see how the world will eventually look…
Science and Comedy - Perfect Together | StarTalk
Star Talk would not be Star Talk were it not for the tandem comedic elements that we weave into the science that we are otherwise conveying. What you will notice from Seth McFarlane, if you only catch the highlights of his comedic life, you may only have …
Hear How Diana Confronted Camilla | Diana: In Her Own Words
I walk into the house and stick my hand out to come the first time. I think you look at it over that we’re all upstairs and I just chatting when I suddenly noticed there’s no color move Charles upstairs. So this disturbs me, so I make my way to go downsta…