Интересни уеб
страници:
"Светът на
физиката" No. 2, 2010
Образовай-изследвай:
Британската Национална Лаборатория по Физика извършва изследвания насочени към
подобряването на измерителните стандарти. Лабораторията администрира също и
образователна страница, наречена ’educate-explore’ - образовай-изследвай, на която можете да намерите интересни експерименти, образователни
ръководства и друга полезна информация за учители по физика и ученици:
http://www.npl.co.uk/educate-explore/
Визуализация на сферичните
функции: Когато една трептяща физическа система
притежава сферична симетрия, всяка нейна мода може да се опише с функция
наричана сферична хармонична. Този вид функции формират неприводимо представяне
на групата от въртения около фиксирана точка SO(3) или на двойно покриващата я
група SU(2) и се характеризират със стойностите на две цели числа. Едно от
най-естествените приложения на сферичните функции е в теорията на белите
джуджета, където силната гравитация на повърхността на звездата налага почти
идеална сферична симетрия. Трето число определя колко периода има пулсацията между
центъра и повърхността на звездата. Интерес представлява компютърната анимация
на трептенията за различни стойности тези числа. Страницата, която ви
представяме се администрира от организация, която нарича себе си "Корпорация за изследвания на бели джуджета": http://whitedwarf.org/education/vis/
Физични хумористични
петостишия: Около четирдесет такива петостишия са събрани на страницата на
Физическия факултет на Харвардския университет от лектора Дейвид Морин. Самия
той определя някои от тях като забавни, други глупави, но всичките ако не сме
прекалено придирчиви, са физически правилни. Ето опит за превод на едно от тях:
За обекти в покой или движещи се свободно
Вникни какво Първия закон дефинира подробно
Той определя важна система
Инерционна тя се нарича
В тази система Втория закон после се врича
http://www.physics.harvard.edu/academics/undergrad/limericks.html
"Светът на
физиката" No. 3, 2010
Капки привеждащи се сами
в движение: Когато капка флуид се постави на асиметрична повърност,
например с формата на зъби на трион, и нагрята над точката на кипене, тя
започва да се движи ускорително. Това интересно явление е открито от Хейнер
Линке и съавтори от Физическия факултет на Университета в Орегон. Филми
показващи явлението заснето с обикновенна и високоскоростна камери, обяснение,
а също така и идеи за приложения на ефекта можете да видите на: http://www.uoregon.edu/~linke/res_droplets.html
Мозайка от спътникови снимки
на Антарктида: По повод на международната полярна година 2007, четири
институции обединяват усилията си за да създадат уеб страница съдържаща снимки
на Антарктида направени от Космоса. Институциите са Националната научна
фондация на САЩ, НАСА, Американското геологическо дружество и Британското
Антарктическо дружество. Организацията и качеството на страницата са
изключителни: комбинирайки повече от 1100 снимки, направени в рамките на
програма Landsat,
"наблюдението" на ледения континет създава впечатление на
непрекъснатост. Всичките снимки са избрани, когато дните са били безоблачни. Да
припомним, че Lansat e най-старата, все още функционираща програма да
наблюдение на Земята. Първият от серията спътници е изстрелян в далечната 1972
г., а последният Lansat 7, през 1999 г. Lansat 7 покрива осем спектрални
диапазона, като пространствената резолюция е между 15 и 60 метра. Следващия
спътник от програмата се планира за 2012 г. http://lima.usgs.gov
Изкуството на физиката:
През 1992 г. Канадската асоциация на физиците обявява конкурс на тема
"Изкуството на физиката". Участниците в конкурса трябва да уловят в
снимка някакво пленително физическо явление и да го обяснят с не повече от 200
думи при това така, че да е разбираемо и за неспециалисти. На страницата ще
намерите всички снимки спечелили приз от 1993 година насам. От обясненията би
могло да се иска малко повече, но да не забравяме, че повечето от снимките и
коментарите са дело на ученици. В момента е отворен конкурса за 2011 година с
краен срок 15 април 2011 г. Може да се кандидатства в три категории от конкурс
за ученици до категорията, която е отворена за всички. http://www.cap.ca/aop/art.html
"Светът на физиката" No.
4, 2010
Scientix: Уеб
страницата е на обществото за научно образование в Европа, което се стреми да
обедини и координира усилията на учители, изследователи, хора определящи
научните политики, родители и др. Страницата предлага учебни материали и научни
доклади от европейски проекти финансирани от 6-тата и 7-мата рамкови програми.
Обхванати са почти всички научни области, включително разбира се и кралицата на
науките, физиката. Началото на уеб страницата е поставено през май 2010 година.
За да ползвате всички ресурси е необходима регистрация, която обаче е
безплатна. Редакцията благодари на Ц. Христова, учителка по физика в Правец, че
ни насочи към този линк. http://www.scientix.eu/web/guest/home
Когато земята се тресе:
По повод сто годишнината от основаването си, сеизмологическата обсерватория в
Берген, Норвегия, създава уеб страница, на която може да се намери богата
информация за земетресения и други тектонични процеси. Подробен увод в
сеизмологията, който не изисква особенни предварителни познания, е достъпен на
английски и норвежки и е секциониран за деца, за ученици и учители, и др.
Темите са прекрасно онагледени с множество анимации. Богат снимков материал
илюстрира последиците от някой от най-силните земетресения. Страницата
непрекъснато се осъвременява с информация за почти всички по-значими
земетресения, които "удрят" ежедневно по целия глобус.
http://www.geo.uib.no/seismo/nnsn
Биолюбопитен: През
месец февруари 2005 година, двама докторанти по физика, Андре Браун и Филип
Джонсон, създават блог посветен на биологията и по-специално взаимовръзката и с
физиката. Блогът не се оказва "еднодневка" и се подържа и до днес.
Още от първия постинг, "Какво е системна биология?", ударението е върху
количественото описание на биологическите обекти и връзките между тях. Много
любопитни факти и теми могат да се намерят на страницата. Примери: как
електрическите змиорки произвеждат напрежение, какви механизми предизвикват
фракталните форми на бактериалните колонии, как бактериите могат да бъдат
изучавани с атомно силов микроскоп, как много-мащабната структура на крилата на
някой насекоми (включително и до наноразмери) е "отговорна" за
красивите им цветове, и много други. Подобно на широко известната астрономическа
страница, Андре и Филип предлагат и картина "Молекула на месеца" с
кратко обяснение. http://biocurious.com
"Светът на
физиката" No. 1, 2011
Уеб страницата на
проекта "Пенлеве": Едно диференциално уравнение (ДУ) в
комплексната равнина може да има различни особености: фиксирани, т.е. с
определени от вида на самото ДУ или подвижни, положението на които зависи от
(параметрите на) избраното решение. В началото на XX век френският математик
Пол Пенлеве показва, че всички ДУ от вида y''=R(y', y, x), за които
единствените подвижни особености са полюси, с точност до определени
трансформации, са 50 на брой. (Допълнително ограничение е функцията R да е
рационална.) От тези уравнения, решенията на 44 могат да се представят помощта
на вече познати функции и само 6 изискват въвеждането на нови (специални)
функции. През изминалия повече от век период, тези въведени единствено от
математически съображения функции, наричани трансценденти
на Пенлеве, намират изненадващо широко приложение. В теорията на разсейване
на неутрони от тежки ядра, в теорията на самодуалните полета на Янг-Милс, в
теорията на случайните матрици, в асимптотиката на ортогоналните полиноми, само
подобни решения на интегруеми уравнения, в комбинаториката и теорията на
вероятностите и по-специално при разпределението на Трейси и Уидом, и даже при
определянето на статистиката на нулите на цета функцията на Риман с реална част.
Тези приложения превръщат шестте трансцендента на Пенлеве в централна тема на
съвременната теория на специалните функции и повишават престижа на Пенлеве в
научния свят. (По-малко известна част от живота на Пенлеве, доскоро неизвестна
на автора на тези редове, е че той е бил на два пъти министър-председател на
Франция.) Всичко това мотивира интернационална група учени да създаде
"проекта Пенлеве" с уеб страница, на която всеки може да представи
и/или свободно да получи всички известни досега и в бъдеще формули/свойства за
функциите на Пенлеве. Страницата се подържа от Националния институт по
стандарти и технологии на САЩ. http://math.nist.gov/~DLozier/PainleveProject
Сложната флуидомеханика на лоченето:
Котката ви лочи мляко или вода. Нищо необичайно нали! Оказва се, че начина по
който го прави изисква изключителна бързина и се обляга на сложна
флуидомеханика. За нас хората не е проблем да пием течности, защото можем да
затворим устатата си напълно и да създадем ефект на всмукване. Повечето хищници
обаче не могат и поради това извършват следното: Потапят езика си закривен по
особен начин, така че върхът му да докосне млякото, последвано от рязко
издърпване с голяма скорост. Това предизвиква издигане нагоре на струя течност.
Точно в момента, когато гравитацията "надделява" и струята започва да
пада обратно, котката светкавично "захапва" и глътва млякото. Котките
лочат със скорост четири пъти в секунда, прекалено бързо за да забележим
каквито и да са детайли без високоскоростна камера. Филмирано с такава камера
лочене на различни представители на семейството котки (гепард, рис, лъв,
лъвица, тигър, ягуар и леопард) може да видите на страницата на съпровождащия
материал към статията в списание "Science" на учени от MIT и Virginia
Tech. В статията с помощта на методи на подобието е направен анализ на
явлението и е установена връзка между телесната маса на животните и честотата
на лочене.
http://www.sciencemag.org/content/330/6008/1231/suppl/DC1
Прецизна интегрална
оптика в близката инфрачервена област: Нова технология в тази област е
тествана за пръв път през октомври 2010 г. в Европейската южна обсерватория,
Серо Паранал, Чили. Целта е да се комбинират с изключителна прецизност образите
на четирите големи 8.2-метрови телескопа и четирите допълнителни и подвижни 1.8-метрови
телескопа. Това би позволило цялата система да заработи като интерферометър,
телескоп с ефективен размер от 100 метра. Подробности за технологията и снимки
на оптичния чип (с размер по-малък от банкова карта) могат да се видят на уеб
страницата на проекта PIONIER. Първите астрономически снимки се очакват до края
на настоящата (2011) година.
http://www-laog.obs.ujf-grenoble.fr/twiki/bin/view/Ipag/Projets/Pionier/WebHome
"Светът на
физиката" No. 2, 2011
Как професор Максуел
промени света. Тази година, ние физиците честваме 150 години от създаването
на теорията на електромагнетизма. През март 1861 година, Джеймс Кларк Максуел
публикува в британското списание Philosophical Magazine първата част от серия
от четири статии, в които за пръв път се появяват знаменитите четирите
уравнения, носещи днес неговото име. Изглежда сме още много далече от това
мъдро бъдеще на човешката раса, когато едно такова събитие ще се чества
подобаващо за значението си. (Това бъдеще ще дойде след около хиляда години
казва Ричард Файнман в своите лекции!) Ето защо е повече от любопитно да се
прочете в The Economist, списание обикновено трибуна на "пазарни
фундаменталисти" (пример - Дянков), статия с горното заглавие. Авторът на
статията, представен само с инициалите си (J.P.) правилно отбелязва, че
първоначално целта на Максуел е била просто да предложи математическо описание
на натрупаните по това време многобройни експериментални факти и закони за
електрическите и магнитни явления, но не пропуска да припомни и че е
съществувал и нерешен проблем от практиката. Викторианското общество и бизнес
са инвестирали много средства и усилия да се прокара презокеански телеграфен
кабел, но по неизвестни причини сигналът се забавял и разпадал. Уравненията на
Максуел решават проблема, но както знаем дават много, много повече: те дават
лъвската част от това което виждаме наоколо и наричаме "модерна
цивилизация". J.P. отбелязва и концептуалния пробив на Максуел,
обединяването в единна теория на две дотогава изглеждащи различни сили,
електричество и магнетизъм, като първа стъпка към изплъзващата се и до днес
единна теория на полето. Авторът не пропуска с много ирония да сравни
значението на обединението постигнато от Максуел с (честваното с много фанфари)
обединение на Италия, а и с опита да се разедини САЩ чрез гражданска война
станали през същата 1861 година.
http://www.economist.com/blogs/babbage/2011/04/physics_anniversaries
Домът на Джеймс Кларк
Максуел в Единбург: В юбилейната за създаването на електромагнитната теория
година си заслужава да се посети ако не на място то поне уеб страницата на
родния дом на Максуел превърнат в обществена сграда и музей. Ученият е роден на
"Индия стрийт" No. 14 в Единбург. Къщата се намира на около 15
минутна разходка пеша от централната гара на града и принадлежи на фондацията
"Д. К. Максуел". Съсобственик е Международният център за
математически науки, който организира различни мероприятия там. На страницата
ще намерите богата колекция от снимки свързани с учения и информация за
историческите документи, които се съхраняват в къщата. Сканирани са части от
първите статии на Максуел, първата от които е представени пред Единбургското
кралско дружество два месеца преди Джеймс да навърши 15 години! От страницата
може да се разбере, че в характера на гения са съществували и "фриволни
черти". Например писал е поезия, включително и на теми по физика;
посетителят може да прочете първите куплети на поема със заглавие "Един
динамичен проблем". Накрая авторите на страницата, Дж. О'Конър и Е.
Робертсон, отбелязват изложбата на портрети-гравюри на знаменити физици и
математици в стълбището на къщата. Много от гравюрите са от личната колекция на
сър Джон Хершел, купени за музея на акцион на Сотби през 1958 година. До
портрета на самия Максуел са гравирани и прочутите думи на Ричард Файнман
посветени на значението електромагнитната теория. Думи, които ние всички знаем
от Файнмановите лекции.
http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/HistTopics/Maxwell_House.html
Генериране на ЕМ вълни в
терахерцовия диапазон: От 150 години учени и инженери знаят, че
съществуват, а от 128 години генерират и използват електромагнитни (ЕМ) вълни в
практически всички човешки дейности. Приложения намират от най-късите гама лъчи
до най-дългите радиовълни. Съществува обаче един сравнително тесен честотен
диапазон, генерацията на ЕМ вълни, който се оказва костелив орех от десетки
години. Диапазонът обхваща субмилиметрови вълни с честоти от 0.8 до 4.0
терахерца (THz), който е едновременно точно под честотите достъпни за оптичните
технологии и над тези за електрониката. Куриозното е, че този вид вълни
съществуват в изобилие и се разпространяват в цялата Вселена, но не и на Земята
(земната атмосфера е непрозрачна за тях). Е добре, миналата година беше
направена огромна стъпка към разрешаването на терахерцния проблем и то от две
независими групи. Първата е ръководена от Джером Малони от Аризонския
университет в сътрудничество с изследователи от Филипсовия университет в
Марбург, Германия. Любопитно е, че Малони е професор едновременно по оптика и
математика. Създадения от тях уред излъчва в тясно честотна терахерцна лента с
мили вати мощност и, което също е голям успех, при стайна температура.
Използван е ефект от нелинейната оптика, при който когато два лъча се смесят (в
случая с инфрачервена светлина) честотите им се изваждат. Устройството може
веднага да се използва в астрономията предоставяйки за пръв път така
необходимите осцилатори за хетеродинни приемници работещи в този диапазон.
Последните се използват при изследванията на спектрите на, например, единично
йонизирани въглерод и азот със спектрални линии съответно 1.9 THz и 1.46 THz. http://desert-beam.com/2452.html
Втората
група е от JILA, Обединен институт за лабораторна астрофизика на Националния
институт по стандарти и технологии на САЩ и Университета на Колорадо в Боулдер.
Методиката използвана от изследователите от JILA е съвсем различна.
Полупроводник с гъсто нанесени проводници се възбужда от свръхбързи лазерни
импулси (70 фемтосекунди) в близката инфрачервена област. Импулсите
освобождават електрони, които се ускоряват от приложеното върху полупроводника
електрично поле и излъчват в терахерцния диапазон. Очаква се излъчвателят да
намери непосредствено приложение в уреди за сканиране за скрити оръжия и
взривни устройства. http://www.nist.gov/pml/div689/radiation_011911.cfm
Подготвил информацията:
Олег Йорданов
