На видео представлен эксперимент, сравнивающий работу двух одинаковых «пьющих птичек».
❓Вопрос: что произойдет, если вместо воды использовать спирт?
Птичка слева «пьет» из стакана с 70% изопропиловым спиртом, а птичка справа – из стакана с обычной водопроводной водой.
После смачивания голов обеих птичек измеряется количество «глотков» за 5 минут (видео ускорено в 6 раз).
Эта классическая физическая игрушка является по сути тепловым двигателем. Разница температур, необходимая для его работы, создается за счет охлаждения головки/клюва птички при испарении жидкости.
Поскольку изопропиловый спирт испаряется значительно быстрее воды при комнатной температуре и низкой влажности, остается вопрос: какая из птичек будет работать активнее?
На видео показан процесс работы термометра Галилея в режиме таймлапс: 60 минут сжаты до 20 секунд.
Демонстрируется изменение температуры примерно на 14 градусов Фаренгейта, когда устройство остывает, и плавающие в нем шарики поднимаются.
Несмотря на свою внешнюю элегантность, это устройство не отличается высокой точностью. Шарики могут застревать на дне, пока выталкивающая сила не преодолеет трение о стенки стеклянного сосуда.
Принцип работы термометра основан на законе Архимеда. По мере охлаждения вода внутри колбы становится плотнее. Шарики, чья средняя плотность становится меньше плотности окружающей воды, начинают всплывать.
Шарики откалиброваны с шагом в 2 градуса Фаренгейта, охватывая диапазон от 70°F до 82°F.
На видео представлен стеклянный сосуд с двойными стенками, внутри которого неоновый газ при низком давлении светится оранжевым и синим цветом, демонстрируя спектр возбуждения.
❓Как определить, что это именно неон?
Использование дифракционной решетки позволяет разделить свет и увидеть характерный эмиссионный спектр элемента. При этом четко выделяются яркая фиолетовая и зеленая линии, видимые как проекции светящихся нитей. Знаменитые желтые и красные линии неона проявляются только на концах этих фракталоподобных светящихся образований.
В основании сосуда находится высокочастотный трансформатор (катушка Теслы). Он генерирует высоковольтные электрические поля (но с очень низким током), которые возбуждают атомы неона, заставляя их светиться.
Толщина внутреннего пространства сосуда неравномерна. Это приводит к разнице в температуре и давлении газа, что, в свою очередь, вызывает различные режимы возбуждения (оранжевое и синее свечение) неонового газа, создавая завораживающие, танцующие узоры.
🔬 Российские физики установили мировой рекорд и переписали историю квантовых вычислений! Их квантовый гейт на кудитах открывает новые возможности для решения практических задач, которые ранее были недоступны для квантовых компьютеров.
Катодолюминесцентное гиперспектральное отображение рисунка с надписью "Ли" (вверху слева); Хэ Ен Ли и Ифэн Лю (внизу слева) и отображение на экране.
Исследователи из Университета Райса использовали сфокусированный электронный луч для создания узоров с субмикронной точностью в ультратонком кристалле оксида молибдена. Эти узоры светятся ярко-синим светом и проводят электричество, что демонстрирует возможность их применения для компактной проводки и встроенных источников света на кристалле.
По словам доцента Хэ Ен Ли, электронный луч действует как наноразмерный карандаш, позволяя рисовать источники света и провода с точностью, недоступной традиционным методам, таким как литография. Оксид молибдена состоит из ультратонких слоёв, связанных слабыми ван-дер-ваальсовыми силами, что делает материал легко настраиваемым для новых устройств.
Учёные предположили, что электроны высокой энергии выбивают атомы кислорода из кристаллической решётки, образуя кислородные дефекты. Эти дефекты усиливают свечение и повышают проводимость материала. В местах воздействия электронного луча интенсивность синего излучения значительно возрастала и сохранялась, а проводимость увеличивалась в сотни раз, формируя встроенные провода шириной всего несколько сотен нанометров.
Для экспериментов использовалась система катодолюминесцентной спектроскопии, которая позволила одновременно создавать дефекты и отслеживать излучение в реальном времени. Дополнительные методы подтвердили наличие кислородных дефектов.
Главным достижением работы является одновременное создание оптических и электрических свойств в одном материале с высокой точностью, без необходимости отдельных этапов для оптики и электроники. Исследователи отмечают, что метод может быть применён и к другим ван-дер-ваальсовым оксидам, открывая новые возможности для разработки оптоэлектронных устройств следующего поколения.
