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
7 Stoic principles to MASTER THE ART OF NOT CARING AND LETTING GO | Stoicism
STOICISM INSIGHTS Presents “7 Stoic principles to MASTER THE ART OF NOT CARING AND LETTING GO.” Listen up, fellow STOICS of the digital age. You’ve stumbled upon a golden treasure. And no, I’m not talking about the latest viral video or meme. If you’ve e…
Bobby Bones Descends a Slippery Cliff | Running Wild With Bear Grylls
[Wind rumbling] OK, so Bobby, where we’re heading is a 100 foot drop off that lip. We’re right on the edge of this, like, boulder, slab of rock that just curls away. And it’s one of these awkward ones because you can’t see over the lip. We’re going to go …
Understanding scatterplots | Representing data | Grade 5 (TX TEKS) | Khan Academy
We’re told the table below shows the ages of six people and the number of pets they own. So, this row is age of people, and then the second row is the number of pets. So the person who’s nine years old owned four pets. The person who’s eight years old ow…
Impact of transforming (scaling and shifting) random variables | AP Statistics | Khan Academy
Let’s say that we have a random variable x. Maybe it represents the height of a randomly selected person walking out of the mall or something like that. Right over here, we have its probability distribution, and I’ve drawn it as a bell curve, as a normal …
Paul Buchheit
I’m very very excited to introduce our next speaker. Paul Buchheit is one of my partners at Y Combinator. He also was one of the very early employees at Google, where he’s known as the inventor of Gmail and the creator of the “don’t be evil” motto. He als…
The Hard Conversations Founders Don't Want to Have
I think so much about being a YC partner is like, is exactly that. Like I’ve made all these mistakes before I go. And the only thing that I could say is I know the way out. This is Michael Seibel with Dalton Caldwell at YC. We often have to have challeng…