Category: наука

Category was added automatically. Read all entries about "наука".

voron

Потсдамская картофелина.

Сейчас по рунету гуляет интересная картинка с совершенно дурацкими комментариями типа "вот так выглядит Земля без морей и океанов":


High-res JPEG

В иностранных интернетах эта картинка называется Potsdam gravity potato, потому что похожа на картошку. На самом деле это визуализация самой точной на сегодня модели геоида, построенной нашими коллегами из GFZ (GeoForschungsZentrum) в Потсдаме.

Все знают, что Земля круглая. Из-за действия гравитации самая энергетически выгодная форма - это шар. Многие также помнят из школьного курса, что Земля на самом деле немного сплюснута с полюсов. Из-за вращения вокруг своей оси в Земле возникают центробежные силы, и она становится эллипсоидом. От центра Земли до полюса примерно на 12 км меньше, чем от центра Земли до экватора. В первом приближении этот эллипсоид и задает т.н. "уровень моря", относительно которого можно определить рельеф суши и морского дна. Интересно, что отклонения эллипсоида от шара по амплитуде даже меньше, чем амплитуда самого рельефа: от +9 до -11 км.

Но наша Земля не только имеет неровный рельеф на поверхности, но и неоднородную структуру внутри. В частности, из-за этого сила тяжести в разных местах немножко отличается. Это давно используют геологи в так называемой гравиразведке: под местами с аномально высокой силой тяжести располагаются большие массивы более плотных пород - читай, руды. Локальные изменения силы тяжести будут, разумеется, искривлять и уровень моря. Именно эти локальные отклонения от идеального эллипсоида и показаны на картинке сверху. Разумеется, масштаб этих отклонений очень мал (порядка +- 100 м), и их для наглядности увеличили в 15000, кажется, раз. Обратите внимание - рельеф Земли тут вообще не учитывался, как будто бы его нет, только вариации силы тяжести. Вот эта фигура и называется геоид, и именно от этой фигуры должны отсчитываться абсолютные высоты. Собственно, подобная модель под названием WGS84 вшита в современные GPS устройства для поправки высот. Правда, она от 1984 года и немножко устарела, и скоро, возможно, её заменят на более точную "картофелину", которая крутится на картинке в начале поста.

Самое интересное, что физический смысл геоида не всем очевиден. Для океанов его еще можно описать как "именно такую форму приняла была поверхность воды, если бы океан и атмосфера прекратили всякое движение и пришли бы в состояние равновесия". А для материков? Максимум, что можно придумать - это для конкретной точки уровень воды в гипотетическом узком канале, прорытом до океана (опять-таки, если убрать приливы, течения, ветра и т.д.).

Настоящий уровень воды в морях при этом отличается и от геоида из-за приливных волн, течений, волн, ветров, изменения солености моря и атмосферного давления. А геоид как раз и задает референсный уровень, относительно которого эти отличия (уже только порядка метров) и следует считать.
voron

Трилайт

Жена ему говорила, что на первом месте
должны быть семья и дети, но сам
Менделеев все равно считал, что
на первом месте должен быть водород.


Водород, как известно, имеет три изотопа. Почти весь водород (99,9885%) в природе - это водород-1 или как он, оказывается, называется, протий 1H. Есть совсем чуть-чуть изотопа водород-2 или дейтерия 2H. "Тяжелая вода" слышали? Так вот это как раз вода с дейтерием вместо обычного водорода. А есть еще и радиоактивный изотоп водород-3 известный как тритий 3H. В природе практически не встречается из-за очень короткого периода полураспада - 12 лет. Его планируют использовать в термоядерных реакторах (а сегодня активно используют в водородных бомбах или детекторах радиоактивности, в т.ч. в аэропортах, когда радиактивные материалы ищут).
Так вот тритий распадается довольно странным образом - из водорода-3 получается гелий-3, какое-то электронное антинейтрино и свободный электрон с энергией 5.7 кэВ. Обычно при ядерном распаде образуется ядро более легкого элемента, а тут формально получается наоборот.
Свободный электрон с такой относительно низкой энергией поглощается ничтожно тонким слоем практически любого материала, поэтому никакой опасности для человека не представляет. Однако если этим материалом будет люминофор, то возникнет свечение.
Если взять маленькую стеклянную трубочку, покрыть ее стенки внутри люминофором, наполнить тритием и запаять, то она будет несильно светиться в темноте. Без батареек или "подпитки" светом, сама по себе в течение нескольких лет (через 12 лет свечение ослабнет вдвое, а через 24 года - вчетверо). Естественно, прочитав об этом, я не мог не купить себе такой брелок.
Collapse )
voron

Мир Левенгука

Ребенку на День Рождения бабушка подарила полуигрушечный микроскоп (вместе с набором принадлежностей и готовых препаратов) под названием "Мир Левенгука".
Я вначале довольно скептически хмыкнул - но качество изображения оказалось намного выше, чем я ожидал.
Комариная нога:


Окрашенный поперечный срез корня лотоса:


Кристаллы медного купороса:


Повтыкали с дитем как размножаются дрожжи. Но я больше всего, конечно, люблю смотреть как растут кристаллы. Самое зрелищное - это марганцовка (игольчатые кристаллы которой растут очень быстро), но купорос тоже интересненько (видео ускорено в 10, кажется, раз):


P.S. Те, кто хоть раз пытался снимать через микроскоп, знают, что глазу картинка всегда кажется гораздо более резкой и четкой, чем на фото/видео.
voron

Познавательная история...

...об изобретении ахроматической линзы. Исаак Ньютон, непрекословный авторитет своего времени в физике вообще и в оптике в частности, заявлял, что создать оптическую систему с коррекцией хроматического положения невозможно - поэтому никто особенно и не старался. И вот однажды в 1733 году один английский адвокат и оптик-любитель по фамилии Холл придумал простейший ахроматический дублет. Сама по себе идея чрезвычайно проста - это просто склейка из двух более-менее стандартных линз с правильно подобранным стеклом и формой.

Чтобы сохранить свое изобретение в тайне, он заказал две линзы у двух разных стекольщиков - Эдварда Скарлетта и Джеймса Манна, чтобы никто не догадался. Он только не знал, что субподрядчиком у обоих производителей был один и тот же человек, Джордж Басс. Который, получив два заказа и узнав, что заказчик один и тот же, сразу сообразил, что к чему.

Впрочем, сам Холл, несмотря на свои предосторожности, не оценил и не запантетовал свое изобретение. А вот Басс через 15 лет рассказал об изобретении некоему очень деловому оптику Джону Доллонду, который, не будь дураком, тут же получил патент и срубил на этом очень неплохие деньги.

А его фирма Dollond & Aitchison жива и сегодня - мало того, еще и держит около 70% британского рынка очков и контактных линз. Так-то вот.



А вот еще - Ньютон вовсе не ошибался. Система стеклянных линз не может полностью убрать хроматические абберации. Но ахроматы (системы из двух линз) или апохроматы (системы из трех линз) позволяют очень сильно их уменьшить в некотором диапазоне длин волн. Для многих целей - до пренебрежимо малых значений.

Кстати, слово буквы APO на некоторых объективах фотоаппаратов означают именно "apochromat".