Дубликаты не найдены

Похожие посты
3003

Немного интересного

Эта иллюзия известна как спираль Мефисто или чудо-проволока. Залипательное зрелище.

Столкновение вихревых колец под водой.

Тепловой двигатель точки Кюри: когда магнит на конце провода нагревается до определенной температуры (точки Кюри), его магнитное поле временно теряется, пока он не остынет.

Показать полностью 2
252

Знали, что светятся не только газы?

На фотографии представлены газоразрядные ампулы. Фокус в том, что газы закачаны в ампулы под низким давлением, а ампулы с веществами вообще под вакуумом! Именно такие условия позволяют им светится при наведении на них электромагнитного поля. И это явление называется газовым разрядом. Суть поста не в объяснении самого явления, про которое можно почитать в Википедии, а в демонстрации самих результатов работы. Просто полюбуйтесь на эти уникальные «спектры» элементов! Это их натуральные цвета за исключением фтора, так как фтор перемешан с азотом в целях безопасности и долговечности ампулы, так что фиолетовый оттенок это скорее всего азот! Мы вообще не были уверены, что такой фокус пройдёт с некоторыми веществами, просто никогда не видели газоразрядных трубок с серой и фосфором, но всё сработало. Поэтому существует подозрение, что можно расширить список светящихся элементов, ну хотя бы на сурьму!

Знали, что светятся не только газы? Химия, Физика, Наука, Периодическая система, Таблица Менделеева, Благородные газы, Эксперимент, Опыт, Химические элементы, Длиннопост
Знали, что светятся не только газы? Химия, Физика, Наука, Периодическая система, Таблица Менделеева, Благородные газы, Эксперимент, Опыт, Химические элементы, Длиннопост
Знали, что светятся не только газы? Химия, Физика, Наука, Периодическая система, Таблица Менделеева, Благородные газы, Эксперимент, Опыт, Химические элементы, Длиннопост
Показать полностью 2
118

Сверхпроводимость при комнатной температуре, антибиотик из яда. Самые интересные новости науки за неделю

Еженедельная подборка новостей из мира науки. В этом выпуске больше информации об орудиях труда беспозвоночных; как ядовитые осы помогают создавать антибиотики; какое вещество стало сверхпроводником при комнатной температуре; что такое спагеттификация и зачем это черной дыре; как испытают вторую российскую вакцину от коронавируса и как физики смогли записать и переместить свет?

Содержание ролика:

00:30 Инструменты у беспозвоночных

02:57 Ученые рассматривают яд ос в качестве антибиотика

05:11 Сверхпроводник получили при комнатной температуре

07:20 Черная дыра спагеттифицировала неосторожную звезду

09:18 Россия зарегистрировала вторую вакцину от коронавируса

10:30 Физики смогли записать и переместить свет


(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Текстовая версия ниже)


Яд ос в качестве антибиотика

Под прицел новой работы попал яд осы из Азии - Веспулы. Он содержит пептид мастопаран-Л. Для человека он не слишком опасен в малых дозах, но вызывает разрушение эритроцитов, воспаление и иногда даже анафилактический шок у слишком уязвимых людей.

Но мастопаран-Л также обладает бактериальной токсичностью, что может стать отправной точкой для разработки нового антибиотика. Вот только нельзя же одновременно и лечить, и калечить. Ученые отыскали в мастопаране-Л участок, который отвечает за вред человеческим клеткам и заменили его. Причем заменили на участок, вредящий бактериям, взяв его из базы сотен антимикробных пептидов. В дальнейших экспериментах на мышах, зараженных смертельными штаммами кишечной палочки и золотистого стафилококка, выяснилось, что при лечении модифицированным мастопараном 80% мышей выживают, а если давать мастопаран-Л, то они выживают хуже и получают серьезные побочные эффекты.


Ученые рассчитывают, что модифицируя новый мастопаран, они смогут разработать новый антибиотик. Также вероятны в дальнейшем эксперименты со змеиным, скорпионьим и другими животными ядами.


Сверхпроводник получили при комнатной температуре

Формула успеха включает смесь водорода, углерода и серы, которая была использована для синтеза углеродсодержащего гидрида серы органического происхождения в исследовательской камере высокого давления, называемом ячейкой с алмазной наковальней. Этот углеродистый гидрид серы продемонстрировал сверхпроводимость при температуре около 14,5 ° C и давлении около 2,67 миллиона атмосфер.


Черная дыра спагеттифицировала неосторожную звезду

Событие, которое в прошлом году зафиксировала ESO  при помощи Очень большого телескопа и телескопа новой технологии, произошло на расстоянии в 215 миллионов световых лет от Земли в галактике в созвездии Эриадна. Астрономы зарегистрировали яркую вспышку и направили туда свои инструменты. Возникают такие вспышки и истечения вещества от того, что черная дыра высвобождает много энергии в процессе поглощения звезды, и эта энергия отбрасывает часть вещества со скоростью до 10 тысяч километров в секунду, плюс создает помехи в виде из пыли и осколков. Астрономы увидели, как после вспышки потоки вещества стали образовывать вуаль вокруг этих объектов. Звезда была массой с наше солнце, а черная дыра в миллион раз массивнее. К тому же это самое близкое к земле событие подобного рода, которое удалось пронаблюдать.


Россия зарегистрировала вторую вакцину от коронавируса

Не успели мы распробовать первую зарегистрированную российскую аденовирусную вакцину от короновируса от центра Гамалеи, как Новосибирский центр Вектор зарегистрировал вторую вакцину, на этот раз эпитопную.

Роспотреб заявляет, что все необходимые клинические испытания вакциной ЭпиВакКорона пройдены успешно. однако данных о них в открытом доступе нет. Как и в случае с первой вакциной. Пока что говорят, что побочных эффектов особых нет, правда нет и данных о защитных титрах антител, то есть об эффективности вакцины.


Физики смогли записать и переместить свет

Оказалось, что свет действительно можно переместить, пока что вот на целых 1,25 миллиметра. Физики смогли накопить свет, а точнее сохранить его состояние, световое возбуждение в ансамбле холодных атомов, это облака охлажденных почти до абсолютного нуля атомов рубидия. Часто их используют для получения конденсата Бозе-Эйнштейна. На эти атомы записывались значения светового возбуждения.

Таким образом в ансамбле холодных атомов реализовалась квантовая световая память, и это в целом не нечто новое. А вот то, что это облако смогли переместить, вместе с накопленным светом - это впервые.

При этом свойства системы почти не изменились. Это первая попытка контролируемого перемещения сохраненного света.

Показать полностью
176

Исследователи из NIST предложили методику прямого гравитационного наблюдения частиц темной материи

Суть метода заключается в использовании огромного массива свободно колеблющихся маятников длиной около 1 мм. Частицы темной материи, пролетающие сквозь массив, будут вызывать систематические колебания маятников, которые можно будет отличить от хаотических колебаний, вызванных температурными флуктуациями и другими условиями среды.

Гипотетический детектор будет чувствителен к частицам с массами в примерном интервале от 20 микрограммов до нескольких миллиграммов.

Источник

Показать полностью
327

Впервые получена сверхпроводимость при комнатной температуре (но при давлении порядка 2.5 млн атмосфер)

Исследователи из Рочестерского университета провели фотохимический синтез водорода, углерода и серы в алмазной наковальне и получили углеродсодержащий гидрид серы, обладающий свойством сверхпроводимости при температуре 14.5 °C и давлении порядка 2.5 млн атмосфер.

Впервые получена сверхпроводимость при комнатной температуре (но при давлении порядка 2.5 млн атмосфер) Физика, Наука, Сверхпроводники, Видео

Короткая видео-презентация

Источник

197

Астрофизики опять получили Нобелевскую премию. За исследования черных дыр

Астрономы всего мира находятся в приподнятом настроении, ведь уже шестая Нобелевская премия по физике вручается за открытия в области астрофизики. В этом году премию получают: Роджер Пенроуз "за открытие того, что образование черной дыры является надежным предсказанием общей теории относительности", и Рейнхард Генцель вместе с Андреа Гез "за открытие сверхмассивного компактного объекта в центре нашей галактики".


Подробнее, почему премию присудили только сейчас и в чем заслуга номинантов рассказывает Кирилл Масленников, астроном Пулковской обсерватории.

Британский физик-математик и философ науки Роджер Пенроуз открыл, что образование черных дыр является следствием общей теории теории относительности.


Немецкий ученый-астрофизик Рейнхард Гензель (Институт внеземной физики общества Макса Планка) и американский астроном и доктор философии Андреа Гез (профессор кафедры физики и астрономии в Калифорнийском университете) обнаружили, что невидимый и чрезвычайно тяжелый объект управляет орбитами звезд в центре нашей галактики. Они пришли к выводу, что единственным объяснением этому может быть сверхмассивная черная дыра.


837

Селен в гифках

Температура плавления селена всего 220 °C

Селен в гифках Химия, Лига химиков, Наука, Эксперимент, Селен, Гифка, Длиннопост

При резком охлаждении расплавленного селена некоторая часть вещества переходит в другую (красную) аллотропную форму

Селен в гифках Химия, Лига химиков, Наука, Эксперимент, Селен, Гифка, Длиннопост

Взаимодействие расплавленного селена с металлическим натрием

Селен в гифках Химия, Лига химиков, Наука, Эксперимент, Селен, Гифка, Длиннопост

При растворении селенида натрия в соляной кислоте образуется селеноводород — ядовитый тяжелый газ с отвратительным чесночным запахом

Селен в гифках Химия, Лига химиков, Наука, Эксперимент, Селен, Гифка, Длиннопост

Взаимодействие расплавленного селена с алюминием при нагревании

Селен в гифках Химия, Лига химиков, Наука, Эксперимент, Селен, Гифка, Длиннопост

При добавлении воды к селениду алюминия также образуется селеноводород, но тут же окисляется до красной аллотропной формы чистого селена

Селен в гифках Химия, Лига химиков, Наука, Эксперимент, Селен, Гифка, Длиннопост

Взаимодействие селена с азотной кислотой

Селен в гифках Химия, Лига химиков, Наука, Эксперимент, Селен, Гифка, Длиннопост

Чистый селен способен растворяться в сероуглероде и некоторых других неполярных растворителях

Селен в гифках Химия, Лига химиков, Наука, Эксперимент, Селен, Гифка, Длиннопост

Диоксид селена способен сублимироваться при температуре 315 °C и конденсироваться на холодных стенках пробирки

Селен в гифках Химия, Лига химиков, Наука, Эксперимент, Селен, Гифка, Длиннопост

Селен и многие его соединения горят ярким синим пламенем

Селен в гифках Химия, Лига химиков, Наука, Эксперимент, Селен, Гифка, Длиннопост

Предыдущие посты серии:

Литий. Бор. Углерод. Фтор. Натрий. Магний. Алюминий. Кремний. Фосфор. Сера. Хлор. Калий. Кальций. Титан. Ванадий. Хром. Марганец. Железо. Кобальт. Никель. Медь. Цинк. Галлий. Бром. Рубидий. Стронций. Серебро. Кадмий. Олово. Иод. Цезий. Барий. Вольфрам. Платина. Золото. Ртуть. Свинец. Висмут.

Показать полностью 7
65

Как млекопитающим регенерировать, а графену улучшить квантовые вычисления. Дайджест новостей науки за неделю

Каждый понедельник делаем подборку из самых интересных новостей науки и рассказываем о них подробнее. Смотрите видео или включайте фоном как подкаст.

В этом выпуске мы рассказываем как изменились мозги млекопитающих и птиц через 300 миллионов лет эволюции; где обнаружена вода в жидком состоянии на Марсе; что нужно для регенерации кожи млекопитающих; как личинки мух помогут от сельскохозяйственных болезней и как графен улучшил болометры для квантовых измерений?

Содержание ролика:

00:37 Эволюция мозга млекопитающих и птиц

03:16 Озера на Марсе

05:53 Регенерация кожи

07:35 Личинки мух могут бороться с сельскохозяйственными болезнями

09:19 Графен улучшил свойства болометров для квантовых измерений


(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе)

356

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов

Если пройтись по научным станциям на синхротроне, то на многих из них можно заметить общие элементы: вакуумные камеры, трубы, фольга, куча проводов и разбросанные инструменты.


Но сейчас нас интересуют вон те блестящие полусферы. Кое-где они "голые", но во многих местах прикрыты фольгой, как и другие вакуумные камеры.

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Небольшое отступление:

Фольга в вакуумной технике используется для теплоизоляции при прогреве вакуумных камер. Стальная камера обматывается снаружи нагревательным элементом, например проводом с высоким сопротивлением, и прогревается до 120С в течении нескольких часов (обычно от 12-ти часов до пары суток). Чтобы прогрев был более равномерный, снаружи "наматывается" несколько слоев обычной алюминиевой фольги. Она служит теплоизолятором и удерживает горячий воздух возле стенок камер. При нагреве с внутренней поверхности камеры испаряется адсорбированная вода. После охлаждения до комнатной температуры в камере можно получить вакуум на несколько порядков выше, чем без прогрева. Для вакуума до 10e-7 мбар можно и не греться, но всё, что лучше, требует прогрева. По-английски процесс называют bake-out - отжиг или прогрев.


Беглый взгляд на обмотанные фольгой камеры и трубы позволяет определить, какие части оборудования работают под высоким вакуумом. Теперь вы сможете легко находить высоковакуумное оборудование на фотографиях из любой лаборатории планеты.

Вернемся к загадочным "грибам".


Это - полусферический (кто бы мог подумать!) анализатор энергии электронов:

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Тут надо зайти издалека.

Есть несколько методов исследования вещества, при которых из подопытного образца вылетают электроны разной энергии. Например, если на любой материал посветить, как в нашем случае, ультрафиолетовым или рентгеновским лучом, то из материала полетят "выбитые" излучением электроны (кстати, за объяснение этого эффекта, называемого "фотоэффект", Эйнштейн получил Нобелевскую премию, а не за теорию относительности). И не только они, там есть еще куча вторичных процессов, в результате которых вылетают электроны других энергий и даже вторичное излучение. Но сегодня нас интересуют только электроны.


Точно зная, какая часть электронов какой энергией обладает (т.е. зная энергетический спектр электронов), можно не просто определить химический состав, но и определить типы связей, отслеживать химические реакции и т.д. Например, по положению пиков на спектре можно определить тип соединения:

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Такой способ изучения вещества называется фотоэлектронной спектроскопией. К названию еще добавляют тип излучения. В нашем случае это рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (X-Ray Photoelectron Spectroscopy - XPS). Результатом такого измерения является энергетический спект электронов. Примерно, как на картинке ниже (картинка из Интернета):

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Тут по вертикали отложено количество отсчетов (количество электронов), а по горизонтали - их энергия связи (а если смотреть слева направо, то кинетическая энергия) в электрон-вольтах. Но в волшебный мир спектроскопии мы погрузимся в другой статье, а сейчас вернемся к железякам.


Как этот самый спектр получить? Нужно как-то умудриться померить энергию (ну или скорость) каждого электрона, который вылетает из образца. Тут применен широко распрострнненный подход: разницу в одной величине, которую сложно измерить (в нашем случае энергия) нужно однозначно преобразовать в разницу в другой величине, которую померять намного проще (в нашем случае - в координату, т.е в расстояние, которое мы померяем линейкой).


Если электрон (заряжен отрицательно) будет лететь между двумя заряженными пластинами, то он будет отклоняться в сторону положительно заряженной (этим занимается сила Лоренца). Причем, отклоняющая сила заряженных пластин не зависит от скорости электрона - она одинаково поворачивает и быстрые и медленные электроны. Это означает, что быстрые электроны полетят по бОльшей дуге, чем медленные. В качестве аналогии можно представить наклонную плоскость, по которой поперек склона катают шарики (рисунок а). Шарик с большей начальной скоростью прокатится дальше, чем медленный шарик. Измерив расстояния, на которое прокатился шарик, можно вычислить его начальную скорость. Только вместо шариков у нас электроны, а вместо гравитации - электрическое поле.

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Чтобы электроны не ударялись в нижнюю пластину, ее можно согнуть дугой (рисунок б). Верхнюю пластину при этом тоже придется завернуть - нам нужно, чтобы электрическое поле между пластинами было равномерное, т.е. расстояние между ними везде должно быть одинаковым.

В самом низу мы поставим экран с люминофором, в который будут ударятся электроны и создавать светящиеся точки, прямо как в старых телевизорах. Медленные электроны будут давать точки в верхней части экрана. Чем быстрее электрон, тем ниже будет точка на экране. Линейкой можно не измерять - сейчас ставят камеру и подсчитывают яркость и положение пикселей на изображении.

После изгибания пластин у нас получился цилиндрический спектрометр.

Теперь представьте, что электроны летят не только в плоскости рисунка, но и под углом к нему. Чтобы они не задевали внутреннюю пластину, ее нужно закруглить и в перпендикулярном направлении, т.е. использовать не цилиндр, а полусферу. Кроме этого, мы не хотим, чтобы в наш спектрометр залетали какие попало электроны с разных направлений, поэтому перед входом мы поставим устройство со сложным названием "апертура". А по простому - дырка (да-да, я в курсе, что дырки в медицине, а в технике отверстия). А перед апертурой мы поставим настоящий объектив, почти как на фотоаппарате, только электростатический, а не стеклянный. Вот такая штука получилась в итоге (картинка из Википедии):

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

На картинке выше все электроны прилетают в одну точку, потому что у них одинаковая энергия. Задача объектива - собрать электроны, летящие под небольшим расходящимся углом и сфокусировать их в точку на экране. Напряжение на полусферах выбирается так, чтобы электроны с определенной кинетической энергией, называемой pass energy, прилетели ровно в середину экрана. Электроны с другой энергией попадут в другую область экрана, и, измерив отклонение с помощью камеры, можно будет вычислить их начальную энергию.


Теперь вооружимся гаечными ключами и шестигранниками и приступим к разборке:

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Этот старичок очень даже заслуженный. На его счету открытие в 2001 году эффекта Рашбы на поверхности магнитных металлов (O. Krupin - Rashba effect at magnetic metal surfaces. Physical Review B), от которого даже журнал Nature был в шоке.


Анализатор уже отстыкован от вакуумной камеры и лежит на столе. В нижней части из выкуумной трубы торчит "хобот" электростатических линз. В верхней - видна задняя панель видеокамеры. В центре - оранжево-коричневая ручка, которая вращает диск с набором апертур. Еще видны три электрических разъема.


Кладём его "хоботом" вниз и откручиваем 36 болтов М10:

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Это вовсе не та полусфера, на которую подается потенциал, а корпус вакуумной камеры. Спектрометр работает в высоком вакууме, иначе электроны быстро рассеются на молекулах газа и либо вообще не долетят до экрана, либо прилетят не в то его место, куда положено.


Вон тот торчащий вверх маленький фланец с окошком находится как раз напротив линз и апертуры. Через него можно посмотреть глазом на образец и прицелится для точной настройки держателя.


Снимаем крышку:

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Медная выкуумная прокладка остается на крышке и тут её не видно.  Зато у нас тут снова какая-то кастрюля, а не полусфера.


Во всех наших рассуждениях выше мы использовали электрическое поле и ни разу не упомянули магнитное. А оно тоже входит в силу Лоренца и поворачивает летящие электроны. Причем, тем сильнее, чем быстрее электрон. В общем, оно нам сильно мешает в такой красивой конструкции спектрометра.


Так вот: эта кастрюля - магнитный экран. Она сделана из "мю-металла" - вида пермаллоя. Это магнитомягкий сплав никеля, железа и меди с очень большой магнитной проницаемостью (она обозначается греческой буквой мю - μ - отсюда и название). Кожух из такого материала значительно ослабляет внешние магнитные поля, и ничто неучтенное электроны не поворачивает.


Откручиваем красивые болтики из медь-бериллиевого сплава и снимаем магнитный экран:

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

И, внезапно, под ним еще одна кастрюля - магнитный экран. Да еще и на 36-ти мелких болтиках, а не на 12-ти, как предыдущая. Тут мои нервы не выдержали и я пошел пить кофе.


В правой части фотографии видна "крышка" магнитного экрана от первой "кастрюли". Она экранирует магнитное поле со стороны линз и создает почти полностью закрытый объем. Но магнитное поле Земли, ослабленное даже первым экраном в 10-20 раз, всё равно вносит значительные искажения в работу спектрометра. Его нужно ослабить еще во столько же раз. Для этого и установлен второй магнитный экран. Вообще, двойное магнитное экранирование - это стандартный подход во многих измерительных системах. Такое решение позволяет ослабить внешние поля в 100 и более раз - с 50 микротесла естественного поля Земли до примерно 0,5 мкТ. А если экран правильно отожжен и по нему никогда не стучали, то и до 0,1 мкТ. Тут еще нужно не забывать, что и без естественного поля вокруг спектрометра полно стальных деталей, электромоторов и кабелей.


Снимаем и второй магнитный экран:

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Уже интересней. Эта блестящая алюминиевая деталь и есть внешняя полусфера. Точнее, полусфера выполнена на её внутренней стороне, а это мы видим наружную сторону, на которой сделаны проточки для уменьшения веса. В принципе, можно было и не протачивать, а оставить целый цилиндр. Также видны провода, идущие от разъемов и кое-какая механизация:

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Откручиваем еще четыре болта, спрятанных в опорах, и отстыковываем спектрометр от корпуса и магнитной защиты. Вот он на столе:

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Справа - колонна электростатических линз.

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Хорошо видны изолирующие проставки между металлическими цилиндрами. Каждый цилиндр подключен проводом к блоку управления, который управляет потенциалом, изменяя параметры оптики.


Вот картинка, иллюстрирующая принцип работы электростатической линзы:

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Это просто металлические трубки с разным потенциалом. В зазорах между трубками линии электрического поля искривляются к оси, и электрон (или любая другая заряженная частица) отклоняется. Изменяя потенциал на каждой трубке можно изменять параметры оптики. Тут важно запомнить, что линзы - это не сами трубки, а промежутки между ними. В нашем случае у нас шесть зазоров - оптика несколько более сложная, чам на картинке.


На самом деле система линз отвечает не только за фокусировку/увеличение, но и за изменение скорости электронов.


Когда выше мы рассматривали принцип работы анализатора, то указали, что центральная траектория соответствует электронам определенной энергии (называемой pass energy). Для того, чтобы получить спектр с высоким разрешением, эта центральная энергия выбирается небольшой и составляет, обычно, от 10 до 50 электрон-вольт. Это означает, что электроны, которые летят быстрее или медленнее, просто не попадут на люминофор, так как ударятся во внешнюю или во внутреннюю полусферу соответственно. До люминофора долетают только электроны, чья энергия отличается от энергии центральной траектории не больше, чем на 10%.


А теперь представим, что мы хотим снять с высоким разрешением спектр энергии электронов от 150 до 1000 эВ. Мы можем выставить нашу центральную энергию на 50эВ и не изменять её. А с помощью линз замедлять все электроны на 100 эВ. Таким образом у нас по центральной траектории полетят те электроны, чья начальная энергия (до замедления) была 150 эВ, и мы получим кусочек спектра для энергий от 145 до 155 эВ (начальная энергия ± 10% от pass energy ). Теперь можно замедлять на 110 эВ и снять спектр для энергий от 155 до 165 эВ. Таким образом  управляя торможением электронов можно просканировать весь диапазон интересующих нас энергий и соединить их в общий спектр. Всё это делается автоматически, пользователь только указывает интересующие его параметры спектра.


На самом деле электроны в системе линз не только замедляются, но и ускоряются. Фокусировка выполняется на бОльшей энергии, а торможение происходит уже перед входом в полусферы.

Ниже приведены графики кинетической энергии электронов вдоль их траектории внутри спектрометра для двух разных режимов работы оптики:

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Мы видим, что на входе в первую линзу энергии электронов одинаковые. В самом конце пути они тоже одинаковые, однако координаты электрона вдоль всего пути и на экране будут разные для этих режимов:

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Тут видно, насколько сильно могут меняться настройки оптики.


Вернемся к нашему спектрометру:

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Слева в круглом окне немного виден люминофор, на котором и будут светиться точки. В центре находится диск, к которому прикреплена пластина с отверстиями разного размера. Её край виден выше и правее. Вращая диск той самой ручкой, которую мы видели снаружи, можно расположить напротив линз апертуру нужного размера. Левее к диску пружиной прижимается ролик, который фиксирует диск в определенном положении и не позволяет ему свободно вращаться.


Пришло время отстыковать внешнюю полусферу и заглянуть внутрь:

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Слева - внутренняя полусфера, справа - внешняя. Как вы заметили, это не совсем-то и полусферы, а какие-то концентрические ступеньки. Но это не так уж и важно - при мелком шаге ступенек достаточно того, чтобы их огибающая была сферой. Поле на небольшом удалении будет равномерным, а изготовить такие ступеньки намного проще, чем вытачивать полусферу.


Поверхность выглядит почти черной - она покрыта углеродным напылением. Дело в том, что те электроны, которые не долетают до экрана, а врезаются в полусферы, выбивают из поверхности вторичные электроны.  А вот они уже вполне могут долететь и засветить экран в любых местах, испортив измерение. Для исправления ситуации на металлические поверхности наносят углеродное покрытие, которое снижает коэффициент вторичной электронной эмиссии.

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Выше полусферы видна поворотная пластинка с набором щелей разной ширины (от 0,2 до 4 мм). Она дублирует точно такую же пластинку на обратной стороне и прикреплена к тому же поворотному диску. Ниже мы видим то место, в которое попадают электроны. И тут стоит очень хитрое устройство - микроканальная пластина:

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Дело в том, что один электрон вызывает очень слабое свечение люминофора, поэтому его надо как-то размножить. Вместо массива фотоэлектронных умножителей используется пластина с наклонными микроканалами, покрытыми материалом с высоким коэффициентом выхода вторичных электронов:

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

На верхнюю и нижнюю поверхность пластины нанесены электроды, к которым прикладывается напряжение для ускорения вторичных электронов. Одиночный электрон, пролетевший через анализатор, попадает в один из каналов и вызывает лавину вторичных электронов. А под пластиной уже стоит люминофорный экран, в котором эти вторичные электроны вызывают яркое свечение. Коэффициент умножения электронов (до десяти тысяч) регулируется напряжением на электродах. Разрешение получаемого изображения - порядка 50 точек на миллиметр.


Вот и всё устройство анализатора. Ну, кроме блоков управления и софта, конечно. Еще нужно упомянуть, что в объективе установлены отклоняющие пластины, с помощью которых можно немного сдвигать центральную траекторию. Но в этот раз линзы мы не разбирали, поэтому фото пластин не покажу.

Вот так апертура выглядит при взгляде сквозь линзы:

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

А вот так это выглядит в работе при взгляде на исследуемый образец окно вакуумной камеры:

Научные железяки: разбираем анализатор энергии электронов Наука, Картинки, Длиннопост, Физика, Электроны, Анализатор

Большой конус слева - это элемент первой линзы анализатора (тут анализатор другой модели, и форма линзы другая). В центре - круглый диск диаметром 8 мм. Это - исследуемый образец. На него светит луч рентгеновского излучения из синхротрона и выбивает электроны. Но камера, как и глаз, в рентгеновском диапазоне не видит, поэтому и яркого пятна на образце не видно. А вот если туда поместить кусочек, к примеру, иттрий-алюминиевого граната, легированного церием, (Ce:YAG - красивые желтые "стёклышки"), то на нем будет яркое светящееся пятно в том месте, куда попадает рентгеновский луч.


На сегодня всё, а нам еще собирать анализатор обратно и проверять его работу.

Если есть вопросы - смело задавайте в комментариях.

Показать полностью 23
86

Химия для смертных V 1.5

Праздник к нам приходит!
Праздник к нам приходит!
Грядёт знаменательное событие, выход второй части моего развлекательно - познавательного долгостроя, "Химии для смертных". В преддверии сего прекрасного события я решил переснять все опыты первой части в лучшем качестве ( а также с некоторыми изменениями ).
Вот, кстати, сама первая часть для тех, кто с ней ещё не знаком Химия для смертных или Интересные опыты, которые можно повторить самому
На этот раз большинство опытов я проводил в пробирках, пусть в этом и есть незначительные неудобства, но они не идут ни в какое сравнение с тем, насколько аккуратнее и приятнее все это выглядит.
Наверное, пора завершать вступление и переходить к сладкому, опыты в студию!

1) Химический хамелеон
Этот опыт и так прост и прекрасен в своей простоте, поэтому никак изменять мне его не пришлось.
В этой колбе я растворил всего лишь три кристаллика марганцовки, поэтому будьте бдительны, с ней очень легко переборщить. А если вы переборщите, то у вас просто не будет возможности увидеть переход цвета, ибо он будет слишком тёмным. В колбу, перемешав ( чтобы все было равномерно ), я вливаю раствор половины чайной ложки сахара с небольшим количеством щёлочи, и начинается магия )
Когда все волшебство заканчивается я добавляю раствор кислоты с перекисью, и раствор становится прозрачным.

2) Вода-сок-газировка-молоко
Вся соль находится в первой пробирке: немного щёлочи и буквально щепотка соды, во второй пробирке просто серная кислота, а в третьей находится пара капель фенолфталеина, а в конце я добавляю раствор ацетата свинца, так как солей бария у меня все еще нет, а идея с солями кальция провалилась.

3) Пудинг
В первой части я показал вам простое смешение неразбавленной кислоты с жидким стеклом - сразу выпал осадок, который можно достать рукой из стакана (только руку потом помыть надо ). В этот же раз я хочу показать как можно сделать из жидкого стекла классный прозрачный гель ( он мне напомнил пудинг, поэтому опыт я так и назвал ). Помимо жидкого стекла вам понадобится уксусная эссенция и мерная тара ( я использовал вот такую пробирку *объемы были отмерены шприцем* )

Химия для смертных V 1.5 Химия, Эксперимент, Длиннопост, Опыт, Гифка, Видео

Делаем два раствора:
I Жидкое стекло разбавленное в 6 раз ( 1:5 ) 70мл
II Уксусная эссенция разбавленная в 5 раз ( 1:4 ) 20мл
В первый раствор при перемешивании вливаем второй раствор и оставляем застывать, у меня это заняло порядка 15 минут .
Ура, мы сделали прикольную желешку :3

4) Переходы меди
В первой пробирке у меня раствор медного купороса, его я приливаю к раствору щёлочи и выпадает красивый синий осадок, потом я приливаю раствор кислоты с кууучей поваренной соли ( раствор должен стать желтым, но у меня для этого руки кривоваты, хотя в первой части получилось ) и финальный штрих - аккуратно приливаю аммиак, чтобы было видно раздел цветов.

5) Дихроматный вулканчик
Я, наивный чукотский ребёнок, думал, что с крупными кристаллами реакция будет идти интереснее. Ага! С полной ответственностью заявляю - это не так! Для проведения этого опыта прекрасно ( явно лучше, чем крупные кристаллы ) подходит дихромат из баночки набора для опытов. Кстати, на этот раз в качестве негорючей подложки я использовал металлическую крышку, в которую насыпал немного асбеста *я потерял свою единственную керамическую плиточку, плак-плак*. Я даже решил оставить звук, чтобы вы услышали как он шумит ;3

6) Переходы зелёнки
В колбу капаем пару капель зелёнки ( не больше ), добавляем буквально миллилитр серной кислоты и раствор становится апельсиновым ( не забываем перемешивать, чтобы все было равномерно ). А далее струйкой вливаем раствор щёлочи с перекисью и он начинает обесцвечиваться.
Кстати вот вам лайфхак: пятна от зелёнки как раз можно вывести с помощью щёлочи с перекисью. Глядя на мои пальцы, можно догадаться, что понял я это не сразу :)

7) Переходы железа
Вот тут то я разгулялся.
Помимо железного купороса, перекиси, роданида калия, красной кровяной соли и щёлочи вам понадобится некоторая прямота рук ;3
В первой пробирке растворяем пару щепоток железного купороса ( добавьте капельку кислоты, чтобы раствор посветлел и очистился от мути ), во второй пробирке находится кислота с перекисью ( миллилитра будет выше крыши ), в третьей находится щёлочь, а самая красота в последних двух пробирках: в пятой просто немного роданида калия, а для шестой понадобятся несколько прямые руки, нам надо из красной получить жёлтую кровяную соль: насыпаем чуть-чуть красной кровяной соли, пару другую гранул щелочи, разбавить это небольшим количеством воды и по каплям добавлять перекись пока не перестанет шипеть, разбавить до нужного объема.
Кстати, к грязно-зелёному осадку перекись и кислоту можно добавлять раздельно: сначала перекись ( пару капель и перемешать ) и грязно-зелёный осадок станет рыжим, а лишь потом добавить кислоту для растворения осадка.

8) Стальная вата
В первой части я показал вам как её используют в пиротехнических шоу, сейчас же вариант для тихих домоседов и людей, не имеющих возможности крутить горящие предметы на улице, просто горение стальной ватки, тихое и красивое. Я так и не решил как его лучше наблюдать: в темноте или на свету, поэтому показываю оба варианта. Всего лишь надо распушить кусочек ваты, поставить на негорючую подложку, поджечь в нескольких местах и любоваться искорками :3

По правде говоря, изначально планировалось вставить это всё во вторую часть, но тогда бы она стала настолько громоздкой, что её невозможно было бы читать и добрая половина читателей забросила бы сей манускрипт на середине, поэтому я решил сделать промежуточный пост.
Плююююс теперь у вас есть возможность рассказать всем-всем ( даже рыбкам и котикам ), что совсем скоро выйдет этот

Химия для смертных V 1.5 Химия, Эксперимент, Длиннопост, Опыт, Гифка, Видео

Воть, как и положено в конце моих постов, коть)

Химия для смертных V 1.5 Химия, Эксперимент, Длиннопост, Опыт, Гифка, Видео
Показать полностью 3 8
345

Пара слов о плазме, ч. 9. Ветер в поле

Жизнь пресна, когда в ней нет конференций по физике плазмы и термоядерному синтезу.

Если ты физик-плазмист, конечно. Ни обсудить науку, ни послушать неожиданные комменты на свою работу, ни выпить вина на берегу Атлантики. А ещё не выйдет послушать доклады о плазме в космосе. Даже если ты никаким боком не относишься к астрофизике, там всегда интересно посмотреть на самые красивые картинки всей конференции.

Что-нибудь вот такого плана [1]:

Пара слов о плазме, ч. 9. Ветер в поле Физика, Плазма, Космос, Солнце, Магнитное поле, Наука, Солнечный ветер, Гифка, Видео, Длиннопост

Если что, на этой картинке — плотность тока в токовом слое при магнитном пересоединении. Что значат все эти слова, при чём тут астрофизика, ветер и поле — сейчас расскажу.

Большую часть времени Солнце — это такой большой постоянный магнит с северным полюсом с одной стороны, южным полюсом — с другой, и мелкой лохматостью в пятнах и вспышках. Вот так это выглядит на картинке, нарисованной по данным с телескопов [2]:

Пара слов о плазме, ч. 9. Ветер в поле Физика, Плазма, Космос, Солнце, Магнитное поле, Наука, Солнечный ветер, Гифка, Видео, Длиннопост

Или вот, схематичная картинка — без подробностей, как в учебнике физики. Большую часть времени поле такое, как в 2010 и 2017 годах [3]:

Пара слов о плазме, ч. 9. Ветер в поле Физика, Плазма, Космос, Солнце, Магнитное поле, Наука, Солнечный ветер, Гифка, Видео, Длиннопост

Фокусы начинаются, когда вспоминаешь, что Солнце крутится. И эти картинки в школьных учебниках уже не покажут (18+, safe for work).

Солнце ежесекундно выбрасывает пару мегатонн горячей плазмы. Горячая плазма привязана к магнитному полю — частицы могут скользить вдоль него, но почти не могут сдвинуться поперёк. Там, где в магнитном поле больше энергии, чем в заряженных частицах, плазма летит туда, куда её заставляет лететь магнитное поле. Так получаются корональные петли. Вот они [4]:

Пара слов о плазме, ч. 9. Ветер в поле Физика, Плазма, Космос, Солнце, Магнитное поле, Наука, Солнечный ветер, Гифка, Видео, Длиннопост

Но магнитное поле Солнца ослабевает с высотой, а плазма летит. В какой-то момент она отрывается, улетает и становится солнечным ветром, летящим со скоростью в несколько сотен километров в секунду. В нём давление плазмы больше давления магнитного поля, и уже поле летит туда, куда хочет плазма.

И вот плазма несёт к Земле магнитную силовую линию, привязанную к какой-то точке на Солнце. А Солнце за две недели уже повернулось противоположной стороной. В итоге ветер загибает силовые линии вот в такие спиральки [5]:

Пара слов о плазме, ч. 9. Ветер в поле Физика, Плазма, Космос, Солнце, Магнитное поле, Наука, Солнечный ветер, Гифка, Видео, Длиннопост

Но магнитное поле не может быть само по себе, для его существования нужны какие-то токи. Солнечная система оказывается здоровенной динамо-машиной. Эти токи разгоняются на границе между силовыми линиями, идущими от Солнца, и линиями, которые к нему возвращаются. Эта граница наклонена вместе с магнитными полюсами Солнца. Солнечный ветер запоминает этот наклон Солнца и уносит его с собой. А значит, если сейчас этот токовый слой сверху от Земли, то через две недели он окажется снизу. И вот так выглядит вся эта токовая спиралька размером во всю Солнечную систему, называемая спиралью Паркера [6]:

Пара слов о плазме, ч. 9. Ветер в поле Физика, Плазма, Космос, Солнце, Магнитное поле, Наука, Солнечный ветер, Гифка, Видео, Длиннопост

Сверху от токового слоя магнитное поле солнечного ветра направлено от Солнца и налетает на Землю, будучи направленным с юга на север. А через две недели, снизу от слоя — уже с севера на юг.

У Земли же магнитное поле не меняется, а значит, две недели в месяц солнечный ветер вмазывает в магнитосферу Земли магнитное поле, которое направлено не туда.

А значит, и здесь должна получиться динамо-машина, которая разгонит вокруг земли слой тока. Токовый слой разделит земные силовые линии, идущие с юга на север, и солнечные, идущие с севера на юг. Вот здесь он, обозначен крестиком, где магнитосфера Земли продавлена солнечным ветром [7]:

Пара слов о плазме, ч. 9. Ветер в поле Физика, Плазма, Космос, Солнце, Магнитное поле, Наука, Солнечный ветер, Гифка, Видео, Длиннопост

Слой тонок и неустойчив, ток в нём распадается на тонкие струйки и затухает. Именно это нарисовано на заглавной картинке. Ток затухает — силовые линии ветра и магнитосферы разрываются, и обрывок линии от Солнца перезамыкается на обрывок силовой линии Земли и улетает дальше. Силовые линии стремятся стать короче — тут их можно представить длинными резинками.

И вот эти огромные космические рогатки стреляют солнечным ветром над нашими головами.

По-моему, это просто красиво.


Ps. Если кто хочет увидеть одного из победителей конкурса на самое красивое плазменное видео с европейской конференции 2018 года — вот оно:

Pps. Пост навеян тем, что европейское космическое агентство выложило в открытый доступ сырые данные с зонда Solar Orbiter, летающего вокруг Солнца. Но в них, конечно, куда больше подробностей.

Иллюстрации взяты отсюда:

[1] https://phys.org/news/2015-06-mastering-magnetic-reconnectio...

[2] https://svs.gsfc.nasa.gov/12329

[3] https://insider.si.edu/2017/07/3d-simulations-reveals-sun-fl...

[4] https://www.sciencealert.com/physicists-have-measured-the-ce...

[5] http://old.inspirehep.net/record/1605710/plots

[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Interplanetary_magnetic_field

[7] http://space.rice.edu/IMAGE/livefrom/sunearth.html

Показать полностью 5 1
429

Принцип Паули: один из важнейших принципов в понимании природы вещества

Порой кажется странным, почему атомы и молекулы ведут себя определенным образом. Например, почему мы не можем проходить сквозь стены, но инфракрасное излучение через них проходит. Все может объяснить один принцип — принцип исключения Паули.

Принцип Паули: один из важнейших принципов в понимании природы вещества Физика, Квантовая физика, Наука, Длиннопост

©Wikipedia

Принцип исключения Паули утверждает, что два электрона (или два любых других фермиона) не могут иметь одинаковое квантово-механическое состояние в одном атоме или одной молекуле. Другими словами, ни одна пара электронов в атоме не может иметь одинаковые электронные квантовые числа.


Этот принцип был предложен австрийским физиком Вольфгангом Паули в 1925 году для описания поведения электронов. В 1940-м он расширил принцип до всех фермионов в своей теореме о связи спина со статистикой. Бозоны — частицы с целым числом спинов — не следуют принципу исключения. Таким образом, идентичные бозоны могут занимать одно и то же квантовое состояние (как, например, фотоны в лазерах). Принцип исключения Паули применим только к частицам с полуцелым спином.


О спине проще всего думать как о вращении частицы вокруг собственной оси. Конечно, это сильное упрощение — и в реальности невозможно сказать наверняка, вращается ли на самом деле нечто столь малого размера вроде электрона. В общем говоря, спин подчиняется тем же математическим законам момента импульса, что и все вращающиеся объекты в классической физике. Здесь есть два важных момента, о которых стоит помнить: скорость вращения и направление оси, вокруг которой частица вращается (верхний или нижний спин).

Принцип Паули: один из важнейших принципов в понимании природы вещества Физика, Квантовая физика, Наука, Длиннопост

Вольфганг Паули во время лекции / © W. Dieckvoss

Когда в 1922 году Отто Штерн и Уолтер Герлах открыли спин, их эксперименты показали, что присущий момент импульса, или спин, частицы вроде электрона квантовался, то есть мог принимать только определенные дискретные значения. Спин композитных частиц, таких как протоны, нейтроны и атомные ядра, — просто сумма спинов и орбитального момента импульса частиц, из которых они состоят, а значит, они подчиняются тем же условиям квантования. Таким образом, спин — это абсолютно квантово-механическое свойство частицы и оно не может быть объяснено классической физикой.


Позже выяснилось, что есть две подкатегории частиц: частицы с целым спином, известные сегодня как бозоны — среди которых фотоны, глюоны, W- и Z-бозоны, — а также гипотетические гравитоны и частицы с полуцелым спином: фермионы, включающие в себя электроны, нейтрино, мюоны и кварки, из которых состоят композитные частицы типа протонов и нейтронов. Различие между бозонами и фермионами можно описать тем, что у первых есть симметричные волновые функции, а у фермионов волновые функции асимметричны. Концепция частицы с полуцелым спином — очередной пример парадоксальной природы субатомных частиц: грубо говоря, фермиону нужно обернуться вокруг своей оси дважды, прежде чем он примет прежнее положение.


Важность этого различия для квантовой теории состоит в том, что волны вероятности бозонов «переворачиваются» — или инвертируются, — прежде чем успевают интерферировать друг с другом, что, по сути, и ведет к их «стадному» характеру и коллективному поведению в лазерах, сверхтекучих жидкостях и сверхпроводниках. Фермионы, однако, не переворачивают свои волны вероятности, что, помимо прочего, приводит к «асоциальному» характеру. Так и получается, что в квантовой механике складывать спины частиц нужно очень аккуратно и при помощи специальных правил вдобавок к моменту импульса.

Принцип Паули: один из важнейших принципов в понимании природы вещества Физика, Квантовая физика, Наука, Длиннопост

Атом углерода. На первом энергетическом уровне (оболочке первого уровня) расположено два электрона. На втором — уже четыре / © AWS

Все вышеописанное и подводит нас к одному из важнейших принципов в квантовой механике — принципу исключения Паули. Как было сказано выше, он гласит, что два идентичных фермиона не могут занимать одно и то же квантовое состояние одновременно (хотя два электрона, например, могут приобрести противоположные спины, чтобы дифференцировать свои квантовые состояния). Этот принцип можно описать так: никакие два фермиона в квантовой системе не могут обладать одинаковыми значениями всех четырех квантовых чисел в любой момент времени. Принцип исключения Паули эффективно объясняет продолжительное существование очень высокоплотных белых карликов, а также существование разных типов атомов во Вселенной, крупномасштабную стабильность вещества и ее основную массу.


Чтобы понять важность этого принципа, необходимо знать, что, согласно боровской модели атома, электроны в атоме (существующие в том же количестве, что и протоны в ядре конкретного атома, чтобы общий заряд равнялся нулю) могут занимать только конкретные дискретные орбитальные позиции вокруг ядра, что также называют оболочкой атома. Чем ближе электроны к ядру, тем сильнее электрическая сила притягивает электрон внутрь и тем больше энергии понадобится, чтобы «вырвать» его из лап ядра. На самых близких к ядру орбиталях могут поместиться всего два электрона — один с верхним спином, а один — с нижним, чтобы иметь разные квантовые состояния. Оболочка энергетическим уровнем выше может вместить уже восемь, на уровень выше — 18, на следующем уровне — 32.


Принцип исключения Паули диктует, как электроны могут расположиться внутри атома по его орбиталям. Тот факт, что два электрона не могут одновременно занимать одно и то же квантовое состояние, не дает им «нагромождаться» друг на друга, тем самым объясняя, почему материя занимает исключительно свое место и не позволяет другим материальным объектам проходить через себя, но в то же время позволяет проходить через себя свету и излучению.

Принцип Паули: один из важнейших принципов в понимании природы вещества Физика, Квантовая физика, Наука, Длиннопост

Два атома формируют ковалентную связь. У каждого из атомов есть всего один электрон на самой дальней орбитали. Для получения более низкого энергетического состояния атомы объединяют свои электроны и образуют общую орбиталь, содержащую два электрона / © The Physics Mill

Этот принцип также объясняет существование разных атомов в периодической таблице и разнообразие мира, окружающего нас. Например, когда атом получает новый электрон, он всегда попадает на самый низкий из доступных энергетических уровней (наиболее отдаленную от ядра орбиталь). Два атома с «закрытыми» оболочками не могут осуществить химическую связь друг с другом из-за того, что электроны одного атома не находят доступных квантовых состояний, которые они могли бы занять в другом атоме. Итак, порядок электронов, а именно — электронов на самой отдаленной орбитали, также влияет на химические свойства элемента и способность атомов ко взаимодействию с другими атомами, а значит, и на то, как взаимодействуют молекулы при формировании газов, жидкостей или твердых тел, и на то, как они объединяются в живых организмах.


Принцип исключения Паули — один и самых важных принципов в квантовой физике, по большей части из-за того, что все три типа частиц, из которых состоит вся обычная материя (электроны, протоны и нейтроны), подчиняются ему. Однако интересно, что этот принцип не поддерживается никакими физическими силами, известными науке. Когда электрон входит в ион, он каким-то образом уже «знает» квантовые числа электронов, находящихся там, то есть знает, какие атомные орбитали он может занять, а какие — нет.


Источник: Naked Science.

Вам будет интересно:

10 природных явлений на Земле, которые мы не понимаем

Добро пожаловать в войд Волопаса — самое страшное место во Вселенной

Поедатели человеческой плоти: от ушных червей до цитотоксических пауков

Показать полностью 3
796

4 опасных и странных эксперимента с едой

Это сейчас для проведения экспериментов ученые в основном используют лабораторных крыс, да и результаты большинства опытов можно предугадать заранее, отталкиваясь от уже известных данных. Раньше же исследовали рисковали собственными жизнями или жизнями других людей, а все для того, чтобы выяснить, например, можно ли питаться одним рисом или что будет, если все время пить кофе или чай?

Радиоактивная овсянка


В середине прошлого века одна американская компания, занимающаяся производством хлопьев на завтрак, попросила сотрудников Массачусетского университета выяснить, как их продукт ведет себя внутри организма. Чтобы наблюдать за процессом пищеварения было проще, исследователи решили добавить в крупу немного железа и кальция, но не простых, а радиоактивных

4 опасных и странных эксперимента с едой Эксперимент, Диета, Опыт, Ученые, Наука, Еда, Гифка, Длиннопост, Питание

В эксперименте приняли участие около 70 сирот с различными тяжелыми заболеваниями. К концу исследования их состояние значительно ухудшилось, ведь у большинства развилась лучевая болезнь…

Были и другие дети в США, пострадавшие от действий недобросовестных ученых. Например, однажды воспитанникам интерната для больных ДЦП давали облученное молоко, опять же, все ради науки!


Вата, шарики, веревки…


Однажды исследователь Чикагского университета Фредрик Хелзел решил проверить, что будет, если питаться только несъедобными предметами. Целью мужчины было узнать, сколько калорий он получит из такой еды, и как быстро она сможет выводиться организмом.

4 опасных и странных эксперимента с едой Эксперимент, Диета, Опыт, Ученые, Наука, Еда, Гифка, Длиннопост, Питание

Продолжительное время рацион Хелзела состоял из перьев птиц, различных веревок, кукурузных початков, металлических шариков и прочего. В ходе исследования парень отметил, что быстрее всего из тела вышел кусок веревки — для этого ему потребовалось «всего-то» полтора часа! Но больше всего Фредрик любил хирургическую вату!


За время такой диеты парень дошел до крайней степени истощения и только чудом остался жив. А вот стать ученым Хелзелу так и не удалось, ведь дефицит микроэлементов в организме сказывался на его успехах в образовании.


Монодиета


Врач Макс Мошковский однажды решил поставить над собой опасный эксперимент. В течение 200 дней он ел один только шлифованный рис, чтобы развеять или подтвердить догадку о том, что из-за такого питания возникает болезнь бери-бери, иными словами, авитаминоз B1.

Доктор прекратил эксперимент, когда боли в сердце и судороги стали невыносимыми. От последствий монодиеты Макс Мошковский не мог избавиться еще около 20 лет, ведь таким питанием он нанес огромный вред сердцу.

4 опасных и странных эксперимента с едой Эксперимент, Диета, Опыт, Ученые, Наука, Еда, Гифка, Длиннопост, Питание

А вот «монодиета» путешественника Вильялмура Стефанссона в свое время состояла из мяса и жира, чаще всего тюленьих. К ним мужчина изредка добавлял ягоды или рыбу — одни из немногих продуктов питания, которые можно было достать во время путешествия. При этом Стефанссон отмечал, что чувствует себя отлично, хоть и незначительно похудел. Но вот по возвращении домой у мужчины начались серьезные проблемы со здоровьем…


Сначала это была обычная диарея, но с каждым днем состояние Стефанссона становилось все хуже. Скоро путешественник догадался, что виною всему вареное постное мясо, от которого он успел отвыкнуть. Когда мужчина начал есть жир и внутренности животных, его состояние сразу же улучшилось.


Чай или кофе


В конце XVIII века шведский король Густав III поручил выяснить, что вреднее — чай или кофе. Для этого государь помиловал двух смертников-близнецов с условием, что до конца жизни они будут регулярно выпивать по несколько чашек этих напитков в день, один — чая, другой — кофе

4 опасных и странных эксперимента с едой Эксперимент, Диета, Опыт, Ученые, Наука, Еда, Гифка, Длиннопост, Питание

Эксперимент завершился тем, что оба брата пережили и врачей, которые за ними присматривали, и самого короля Густава. «Провалил» исследование мужчина, которому было велено пить чай — он умер первым в возрасте 83 лет.


Источник: https://bigpicture.ru/?p=1184745

Показать полностью 3
655

Ванадий в гифках

Кристаллы химически чистого ванадия, полученные электролизом

Ванадий в гифках Химия, Лига химиков, Наука, Металл, Эксперимент, Ванадий, Гифка, Длиннопост

При нагревании на поверхности металла образуется разноцветная оксидная плёнка

Ванадий в гифках Химия, Лига химиков, Наука, Металл, Эксперимент, Ванадий, Гифка, Длиннопост

Горение термитной смеси из порошка алюминия и оксида ванадия(V)

Ванадий в гифках Химия, Лига химиков, Наука, Металл, Эксперимент, Ванадий, Гифка, Длиннопост

Температура плавления ванадия 1910°C, главной областью его применения является производство сталей с высоким показателем упругости.

Ванадий в гифках Химия, Лига химиков, Наука, Металл, Эксперимент, Ванадий, Гифка, Длиннопост

Реакция "Хамелеон" — в емкость с соляной кислотой и ванадатом аммония добавляется цинк. Выделяющийся в ходе реакции металла и кислоты водород восстанавливает желтый ванадий(5+) до голубого ванадия(4+), далее его до зеленоватого ванадия (3+), а его до фиолетового ванадия (2+)

Ванадий в гифках Химия, Лига химиков, Наука, Металл, Эксперимент, Ванадий, Гифка, Длиннопост

Аналогичным образом соли ванадия восстанавливает амальгама цинка при встряхивании ёмкости с раствором

Ванадий в гифках Химия, Лига химиков, Наука, Металл, Эксперимент, Ванадий, Гифка, Длиннопост

Добавление щелочи к раствору солей ванадия(2+) приводит к образованию красивого серо-фиолетового осадка гидроксида ванадия(II)

Ванадий в гифках Химия, Лига химиков, Наука, Металл, Эксперимент, Ванадий, Гифка, Длиннопост

Получение ванадата висмута — одного из самых ярких жёлтых пигментов

Ванадий в гифках Химия, Лига химиков, Наука, Металл, Эксперимент, Ванадий, Гифка, Длиннопост

Предыдущие посты серии:

Литий. Бор. Углерод. Фтор. Натрий. Магний. Алюминий. Кремний. Фосфор. Сера. Хлор. Калий. Кальций. Титан. Хром. Марганец. Железо. Кобальт. Никель. Медь. Цинк. Галлий. Бром. Рубидий. Стронций. Серебро. Кадмий. Олово. Иод. Цезий. Барий. Вольфрам. Платина. Золото. Ртуть. Свинец. Висмут.

Показать полностью 5
144

Лекция о редких, рассеянных и радиоактивных элементах, которые встречаются в природе

В лекции:

- рассказывается механизм их происхождения во вселенной;

- проводятся эксперименты, демонстрирующие их свойства;

- рассказывается об их применении;

- рассказываются интересные факты о них;

- рассказывается, как вы могли заработать на продаже урана;

- шутятся шутки юмора;

- хорошо проводят время;

- и многое другое


Лекцию читает к.х.н.

Данная научно-популярная лекция ранее (лет 20 назад) читалась в манчестерском университете для школьников и студентов начальных курсов в рамках программы по привлечению внимания общества к науке.

55

Учёные увеличили толщину коры головного мозга обезьян

С помощью уникального человеческого гена, связанного с развитием неокортекса, японские и немецкие ученые смогли увеличить объем мозга эмбрионов обезьяны-игрунки.

Ген ARHGAP11B присутствует только у человека и связан с ростом клеток мозга. Считается, что этот ген появился примерно пять миллионов лет назад, после отделения эволюционный линии, приведшей к появлению неандертальцев, денисовцев и современного человека.

В ходе предыдущих исследований ученые уже выяснили, что у мышей ARHGAP11B вызывает повышенный рост некортекса, однако воздействие гена на приматов до сих оставалось неисследованным. Этот пробел решили восполнить ученые из японского Центрального института экспериментальных животных, Университета Кэйо в Токио и Института молекулярной клеточной биологии и генетики Общества Маска Планка в Лейпциге.

Японские участники исследования являются пионерами в развитии технологий производства трансгенных приматов, и их опыт был использован для модификации генов обыкновенной игрунки (Callithrix jacchus) — маленькой обезьяны, обитающей в лесах Бразилии. В ходе эксперимента эмбрионам этих животных в ходе развития неокортекса обеспечили экспрессию человеческого ARHGAP11B. После 100 дней развития и за 50 дней до нормальной даты рождения мозг эмбрионов был подвергнут тщательному исследованию в Институте молекулярной клеточной биологии и генетики в Лейпциге.

«Мы установили, что неокортекс игрунок был увеличен, а поверхность мозга покрыта складками. Кортикальная пластина также была больше нормы, — рассказывает один из авторов исследования Михаэль Хайде. — Кроме того, мы обнаружили повышенное число клеток-предшественников, а именно базальных радиальных глиоцитов, во внешней субвентрикулярной зоне, а также повышенное число нейронов в верхних слоях коры. Увеличение числа этих нейронов характерно именно для эволюции приматов».

Из полученных результатов ученые сделали вывод, что именно ген ARHGAP11B определил развитие человеческого неокортекса в ходе эволюции. При этом они отмечают, что в ходе своего исследования сознательно ограничились изучением мозга эмбрионов, посчитав это этичным — учитывая влияние гена на развитие мозга, последствия после рождения этих обезьян могли быть совершенно непредсказуемыми.

Учёные увеличили толщину коры головного мозга обезьян Ученые, Обезьяна, Эксперимент, Наука

[Источник](http://potokmedia.ru/russia_world/196552/japonskie-uchenye-s...)

Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: