Фигуры Хладни: песок и звук

Из-за сильного затухания колебаний фигуры Хладни не пригодны для количественных измерений. Однако данные опыты с успехом могут быть использованы в демонстрационных экспериментах, поскольку дешевы и весьма просты в реализации. Пластины закреплялись в центре и помещались в диапроектор, а колебания возбуждались с помощью динамика, излучающего звук на частоте в диапазоне от 300 до 2000 Гц. 

Быстрее гравитации или парадокс Галлилея

Интересный эксперимент опубликовали в Европейском журнале Физики.

Берут дощечку (с одной стороны прикрепленную к поверхности на шарнир) и устанавливают на самый ее конец шарик. Чуть ниже шарика прикрепляют емкость, в которую (по идее) он должен упасть. Интуиция подсказывает, что и дощечка и шарик должны упасть одновременно (или практически одновременно), но не тут то было! Дощечка "приземляется" гораздо раньше шарика и ловит его в установленную чашу.
Объяснение такого парадокса довольно простое: шарик является телом, которое находится в свободном падении, а вот на дощечку действует не только эта сила. Т.к. один конец дощечки закреплен, по сути, она не падает а вращается по круговой траектории. В этом случае точка, которая "испытывает" ускорение свободного падения (центр удара) находится на расстоянии в 2/3 длины дощечки (от закрепленного конца). А все точки дощечки, которые находятся за центром удара (оставшаяся 1/3 дощечки) "вынуждены" двигаться со скоростью, превышающей скорость свободного падения.

Сквозь Вселенную и тела отсчёта

Сегодня - 305 лет со дня рождения учёного-естествоиспытателя, поэта и ученого Михаила Васильевича Ломоносова (19.11.1711-15.04.1765), первого русского учёного-естествоиспытателя мирового значения, энциклопедиста, химика и физика. Кроме занятий точными науками, М.В. Ломоносов слагал иронические басни:

  Случились вместе два Астронома в пиру 
 И спорили весьма между собой в жару. 
 Один твердил: Земля, вертясь, круг Солнца ходит; 
 Другой, что Солнце все с собой планеты водит. 

 Один Коперник был, другой слыл Птоломей. 
 Тут повар спор решил усмешкою своей. 
 Хозяин спрашивал: «Ты звезд теченье знаешь? 
 Скажи, как ты о сем сомненье рассуждаешь?» 
 Он дал такой ответ: «Что в том Коперник прав, 
 Я правду докажу, на Солнце не бывав. 
 Кто видел простака из поваров такова, 
 Который бы вертел очаг кругом жаркова?»

 И, тем не менее,  видимо, памятуя о трагической судьбе Джордано Бруно и Галилея при переходе науки от геоцентрической системы к гелиоцентрической, нередко и новые иллюстрации все же в продолжают складываться в ложную систему. А на самом деле... (прекрасный ролик, и это ещё не конец...):

 

Самый чёрный цвет

Цвет тел определяется тем, какие длины волн тело отражает. Например, красные тела отражают длины волн, соответствующие красному цвету, а остальные поглощают. Предмет черного цвета всё поглощает, а предмет белого - отражает все длины волн. Однако абсолютно черный (как и абсолютно белый) является абстракцией в физике.

На авиасалоне Фарнборо в июле 2014 года учеными Национальной физической лаборатории Великобритании и Surrey NanoSystems представлено наиболее черное из известных на сегодня веществ - Vantablack (произносится как Вантаблэк),  субстанция из углеродных нанотрубок. Название материала происходит от словосочетания Vertically Aligned NanoTube Arrays (рус. Вертикально ориентированные массивы нанотрубок) и слова black (рус. чёрный).
Вещество поглощает 99,965 % падающего на него излучения: видимого света, микроволн и радиоволн.

Кстати, до этого как самое "черное" вещество был признан хорошо известный нам уголь (поглощает 96 % света).

От частицы до Вселенной

Для обучения в текущем учебном году Министерством образования и науки ДНР рекомендован, в-частности учебник Физики, автор Белага В. В. издательства "Просвещение". Ссылку на учебник оставляю в своем блоге в разделе «Учебные пособия», буду добавлять по мере развития блога.
Те, у кого его нет - обратите внимание, что на сайте издательства бесплатно и без нарушения чьих-либо авторских прав размещено электронное приложение к учебнику, довольно «вкусное» со множеством анимаций, видео, пояснений, справочником, тестами и биографиями известных учёных.
А ещё мне понравилась флешка «Шкала вселенной». Кстати, может быть интересным пособием при изучении дольных и кратных приставок СИ.
Версия  «Шкалы»с русификацией и полноэкранным режимом: http://www.contenton.ru/geo-size-universe/index-full.html

Суперлуние

Сегодня, в ночь с 14 на 15 ноября, можно будет наблюдать уникальное явление — суперлуние, которое является наиболее близким за почти 70 лет. Суперлуние происходит при совпадении полнолуния или новолуния с перигеем — моментом наибольшего сближения Луны и Земли. Благодаря данному явлению, с Земли можно видеть более крупный размер лунного диска, чем обычно.
Как известно, Луна обращается вокруг Земли (термин «обращаться» употребляется по отношению к движению одного небесного тела вокруг другого, тогда как «вращаться» описывает повороты небесного тела вокруг его собственной оси). Однако, далеко не все знают, что лунная орбита (как и все остальные) не является окружностью. На самом деле небесные тела обращаются друг вокруг друга по эллипсам. Упрощённо говоря, эллипс — это такая «сплюснутая окружность»; если же сказать строго, то эллипс — это множество точек, сумма расстояний от которых до двух заранее заданных точек (называемых фокусами эллипса) остаётся постоянной. Вот картинка:

В любом случае, когда Луна ближе к Земле, она, естественно, выглядит несколько крупнее, что и вдохновляет любителей данного события. Однако, данная разница вовсе не так велика, как хотелось бы, и «рядовые граждане» вряд ли смогут, не зная заранее о суперлунии, сразу сказать, что полная Луна выглядит как-то явно больше обычного. Если быть точным, то различие угловых размеров Луны в апогее (наиболее далёкой точке орбиты) и перигее составляет около 12 процентов. На нижепредставленной картинке эта разница, безусловно, явно заметна:

Суперлуние 2016 года состоится 14 ноября (наблюдать нужно вечером с 14 на 15 ноября). Луна пройдёт перигей 14 ноября в 14:22 (здесь и далее время московское); момент полнолуния наступит в 16:52; расстояние от Земли до Луны в момент полнолуния составит около 356520 километров. Пишут даже, что приближающееся суперлуние является наиболее близким за почти 70 лет (впрочем, там разница в расстояниях измеряется лишь десятками километров, что для земного наблюдателя не играет совершенно никакой роли).

К сожалению, погода в Донецке сегодня подкачала... Не видно ни зги.

Для улучшения настроения:

Наметив мелом две точки на классной доске, учительница предлагает юному школьнику задачу: начертить кратчайший путь между обеими точками.
Ученик, подумав, старательно выводит между ними извилистую линию.
- Вот так кратчайший путь! - удивляется учительница. - Кто тебя так научил?
- Мой папа. он шофёр такси.

Для тех, кто увлёчен физикой, могу порекомендовать неплохую книгу для школьников Перельман Я.И. "Занимательная астрономия".

Был ли Альберт Эйнштейн двоечником?

Многие двоечники утешают себя мыслью о том, что Альберт Эйнштейн - великий физик, автор знаменитой теории относительности, нобелевский лауреат (кстати, Нобелевскую премию он получил вовсе не за эту теорию, а за изучение фотоэффекта) - в детстве тоже был двоечником.

А правда ли это? 

Лучше всяких слов говорят факты. Итак, перед вами аттестат зрелости Альберта Эйнштейна, полученный им в кантональной школе Арау (Швейцария) в сентябре 1896 г. в возрасте 17 лет (оценки выставлялись по шестибалльной системе).

Как видите, Эйнштейн блистал в точных науках, да и по остальным предметам имел приличные оценки. Высший балл получен им по истории, алгебре, тригонометрии, геометрии и физике. По другим предметам оценки немного скромнее. Самая низкая оценка - 3 - была получена им по французскому языку. Тем не менее, во время визита в Иерусалим в 1923 году он свободно прочел лекцию на французском языке.

Интересна история знаменитой фотографии Эйнштейна. Фотограф Сейсс попросил сделать Эйнштейна задумчивое лицо, соответствующее имиджу исследователя, на что ученый высунул язык, показав себя не только серьезным изобретателем, но и обычным жизнерадостным человеком. Так и вышла эта фотография, снимок, развеявший образ седого, немного растрепанного гениального ученого.
Сам же гениальный физик признал эту фотографию небывало удачной – к тому времени ему порядком надоел незаслуженный стереотипный образ «злого гения».

Исаак Ньютон и физическое яблоко

В предисловии к русскому изданию книги Исаака Ньютона "Математические начала натуральной философии" есть забавная цитата: "Школьные годы делают ньютонианцами всех людей на нашей планете". И, действительно, мы начинаем изучение физики с трех аксиом Ньютона, его пространства и времени, его закона всемирного тяготения только потом - термодинамика, теория элементарных частиц не изменяют, но расширяют горизонт науки "Физика". 

Ньютоновская картина мира царила в науке в течение почти двух с половиной веков, пока ей на смену не пришла теория относительности Эйнштейна. Но классическая физика успешно применяется и сегодня и даёт сбой только при описании скоростей, близких к скорости света, гигантских масс и микрочастиц.
Поэтому и я свой блог решила начать с сэра Исаака Ньютона и сделать его символом яблоко.

Портрет кисти Кнеллера (1689)

Известна история о том, что однажды, гуляя в салу, Ньютон увидел, как с ветки упало яблоко, и это подтолкнуло его к открытию закона всемирного тяготения, стала уже легендой. Неудивительно, что многие историки науки и учёные пытались установить, соответствует ли она истине.
Ведь без закона всемирного тяготения не было бы знаменитой книги Ньютона "Начала". Вот что рассказывает в "Воспоминаниях о жизни Исаака Ньютона" его друг Уильям Стекли, посетивший Ньютона 15 апреля 1725 г. в Лондоне: "Так как стояла жара, мы пили послеобеденный чай в саду, в тени раскидистых яблонь. Были только мы вдвоём. Между прочим он (Ньютон. - Прим. ред.) сказал мне, что в такой же точно обстановке ему впервые пришла в голову мысль о тяготении. Она была вызвана падением яблока,когда он сидел, погрузившись в думы...".

Оставив законы и уравнения часам школьных уроков, хочу рассказать ещё несколько забавных фактов из жизни Исаака Ньютона.

 В детстве Исаак самостоятельно конструировал механические игрушки.
 Задумчивость Ньютона ставила его нередко в смешные ситуации: однажды он возвращался с рынка и вел лошадь в поводу, однако не заметил как та освободилась и только возле дома обнаружил что держит в руках лишь повод.
 В труде Ньютона "Всеобщая арифметика или книга об арифметических синтезе и анализе" порядка 400 страниц 30 страниц занимает описание простых арифметических операций (сложение, вычитание, деление). Ученый крайне дотошно описывает способы расчета "в столбик".
 Исаак был не только математиком  и физиком, но ещё историком и теологом.
 В 1696 году Исаак Ньютон был назначен директором Монетного двора Англии. В обязанностью ученого в Монетном дворе входило преследование фальшивомонетчиков. Обширная сеть осведомителей и шпионов, созданная за горы работы, позволила Ньютону владеть большим объемом информации, его педантичность и исчерпывающие отчеты помогли отправить на виселицу множество фальшивомонетчиков.
 Учёному принадлежит известная фраза "Я смотрю на себя как на ребенка, который, играя на морском берегу нашел несколько камешков поглаже и раковин попестрее, чем удавалось другим, в то время как перед ним великий океан истины".
 В 1705 году королева Анна произвела сэра Исаака Ньютона в рыцари.
 Несмотря на значительные доходы Ньютона,его лондонская жизнь была лишена роскоши и внешнего блеска. Кроме того ученый придерживался вегетарианства.
 Между написанием рукописи и публикацией в привычном нам смысле (издание книги, обнародование) прошло достаточно много лет. Для современников Ньютона "публиковать" означало выпустить рукопись. Несмотря на уговоры, он всячески уклонялся от выпуска печатной работы, что было проявлением одной из фобий ученого.  Некоторые исследователи жизни ученого пишут о его душевной болезни в 1693 году. Однако анализ волос ученого показывает, что он банально отравился парами ртути, увлекаясь алхимией.
 Во время работы на Лукасовской кафедре Кэмбриджа, профессор Ньютон должен был читать лекции по геометрии, астрономии, географии, оптике, математическим дисциплинам и передавать в университетскую библиотеку тексты минимум 10 своих докладов. Впрочем, Ньютон, редко следовавший этом правилу, никогда взысканию не подвергался. Кстати, стипендия Лукаса (основателя кафедры тех времен) сохраняется и в наши дни.
 Лекции Ньютона находили слишком сложными и ходили на них очень, очень немногие. В отсутствие слушателей он часто работал над рукописями в пустых стенах аудитории.
Открытия Ньютона и эксперименты с линзами изменили строение телескопа - прежние модели искажали изображение. Первый прототип был построен им в 1668 лично.

В 2015 году семена яблок из дерева, произрастающего в Линкольншире, родине Ньютона, были отправлены с космонавтом Тимом Пике на МКС. Семена вернулись на землю и по возвращении были разосланы в 600 британских школ, чтобы дети изучали рост яблонь из зерен, побывавших на космической станции.