1. Но начнем мы совсем с другой стороны. Прежде чем отправиться в путешествие к глубинам материи, давайте обратим свой взор вверх.

Например, известно, что до Луны в среднем почти 400 тысяч километров, до Солнца - 150 миллионов, до Плутона (который уже не виден без телескопа) - 6 миллиардов, до ближайшей звезды Проксимы Центавра - 40 триллионов, до ближайшей крупной галактики туманности Андромеды - 25 квинтиллионов, и наконец до окраин обозримой Вселенной - 130 секстиллионов.

Впечатляюще, конечно, но разница между всеми этими «квадри-», «квинти-» и «сексти-» не кажется столь уж огромной, хотя они и различаются между собой в тысячу раз. Совсем другое дело микромир. Разве в нем может быть скрыто так уж много интересного, ведь ему просто негде там поместиться. Так говорит нам здравый смысл и ошибается .

2. Если на одном конце логарифмической шкалы отложить самое маленькое известное расстояние во Вселенной, а на другом - самое большое, то посередине окажется… песчинка. Её диаметр - 0.1 мм.

3. Если положить в ряд 400 млрд песчинок, их ряд обогнёт весь земной шар по экватору. А если собрать эти же 400 млрд в мешок, весить он будет около тонны.

4. Толщина человеческого волоса - 50–70 микронам, то есть их 15–20 штук на миллиметр. Для того чтобы выложить ими расстояние до Луны, потребуется 8 триллионов волос (если складывать их не по длине, а по ширине, конечно). Поскольку на голове у одного человека их около 100 тысяч, то если собрать волосы у всего населения России, до Луны хватит с лихвой и даже еще останется.

5. Размер бактерий - от 0.5 до 5 микрон. Если увеличить среднюю бактерию до такого размера, что она удобно ляжет нам в ладонь (в 100 тысяч раз), толщина волоса станет равной 5 метрам.

6. Кстати, внутри человеческого тела обитает целый квадриллион бактерий, а их общий вес составляет 2 килограмма. Их, собственно, даже больше, чем клеток самого тела. Так что вполне можно сказать, что человек - это просто такой организм, состоящий из бактерий и вирусов с небольшими вкраплениями чего-то еще.

7. Размеры вирусов различаются еще больше, чем бактерий, - чуть ли не в 100 тысяч раз. Если бы дело обстояло так с людьми, то они были бы ростом от 1 сантиметра до 1 километра, и их социальное взаимодействие стало бы любопытным зрелищем.

8. Средняя длина наиболее распространенных разновидностей вирусов - 100 нанометров или 10^(-7) степени метра. Если мы снова выполним операцию приближения таким образом, чтобы вирус стал размером с ладонь, то длина бактерии будет 1 метр, а толщина волоса - 50 метров.

9. Длина волны видимого света - 400–750 нанометров, и увидеть объекты меньше этой величины попросту невозможно. Попытавшись осветить такоей объект, волна просто обогнет его и не отразится.

10. Иногда задают вопрос, как выглядит атом или какого он цвета. На самом деле, атом не выглядит никак. Просто вообще никак. И не потому, что у нас недостаточно хорошие микроскопы, а потому что размеры атома меньше расстояния, для которого существует само понятие «видимости»…

11. Вдоль окружности земного шара можно плотно разместить 400 триллионов вирусов. Много. Такое расстояние в километрах свет проходит за 40 лет. Но если собрать их всех вместе, то они легко поместятся на кончике пальца.

12. Примерный размер молекулы воды - 3 на 10^(-10) метра. В стакане воды таких молекул 10 септиллионов - примерно столько миллиметров от нас до Галактики Андромеды. А в кубическом сантиметре воздуха молекул 30 квинтиллионов (в основном, азота и кислорода).

13. Диаметр атома углерода (основы всей жизни на Земле) - 3.5 на 10^(-10) метра, то есть даже чуть больше, чем молекулы воды. Атом водорода в 10 раз меньше - 3 на 10^(-11) метра. Это, конечно, мало. Но насколько мало? Поражающий всякое воображение факт состоит в том, что мельчайшая, едва различимая крупинка соли состоит из 1 квинтиллиона атомов.

Давайте обратимся к нашему стандартному масштабу и приблизим атом водорода так, чтобы он удобно лег в руку. Вирусы тогда будут 300-метрового размера, бактерии 3-километрового, а толщина волоса станет равна 150 километрам, и даже в лежащем состоянии он выйдет за границы атмосферы (а в длину может достать и до Луны).

14. Так называемый «классический» диаметр электрона - 5.5 фемтометров или 5.5 на 10^(-15) метра. Размеры протона и нейтрона еще меньше и составляют около 1.5 фемтометров. Протонов в метре примерно столько же, сколько муравьев на планете Земля. Используем уже привычное нам увеличение. Протон удобно лежит у нас в ладони, - и тогда размер среднего вируса окажется равным 7 000 километрам (почти как вся Россия с запада на восток, между прочим), а толщина волоса в 2 раза превысит размеры Солнца.

15. О размерах сложно сказать что-то определенное. Предполагается, что они находятся где-то в пределах 10^(-19) - 10^(-18) метра. Самый маленький - истинный кварк - «диаметром» (давайте для напоминания о вышесказанном будем писать это слово в кавычках) 10^(-22) метра.

16. Есть еще такая штука как нейтрино. Посмотрите на свою ладонь. Через нее ежесекундно пролетает триллион нейтрино, испущенных Солнцем. И можете не прятать руку за спину. Нейтрино с легкостью пройдут и сквозь ваше тело, и сквозь стену, и сквозь всю нашу планету, и даже сквозь слой свинца толщиной в 1 световой год. «Диаметр» нейтрино равен 10^(-24) метра - эта частица в 100 раз меньше истинного кварка, или в миллиард раз меньше протона, или в 10 септиллионов раз меньше тираннозавра. Почти во столько же раз сам тираннозавр меньше всей обозримой Вселенной. Если увеличить нейтрино так, чтобы он был размером с апельсин, то даже протон будет в 10 раз больше Земли.

17. А сейчас я искренне надеюсь, что вас должна поразить одна из двух нижеследующих вещей. Первая - мы можем продвинуться еще дальше (и даже сделать какие-то осмысленные предположения о том, что там будет). Вторая - но при этом двигаться вглубь материи бесконечно все-таки нельзя, и вскоре мы уткнемся в тупик. Вот только для достижения этих самых «тупиковых» размеров нам придется опуститься еще на 11 порядков, если считать от нейтрино. То есть эти размеры меньше нейтрино в 100 миллиардов раз. Во столько же раз песчинка меньше всей нашей планеты, кстати.

18. Итак, на размерах 10^(-35) метра нас ждет такое замечательное понятие, как планковская длина, - минимальное расстояние из возможных в реальном мире (насколько это принято считать в современной науке).

19. Еще здесь обитают квантовые струны - объекты весьма примечательные с любой точки зрения (например, они одномерны, - у них нет толщины), но для нашей темы важно, что их длина тоже находится в пределах 10^(-35) метра. Давайте проделаем наш стандартный «увеличительный» эксперимент в последний раз. Квантовая струна становится удобного размера, и мы держим ее в руке как карандаш. При этом нейтрино будет в 7 раз больше Солнца, а атом водорода в 300 раз превысит размеры Млечного Пути.

20. Наконец мы подошли к самой структуре мироздания - масштабу, на котором пространство становится похожим на время, время на пространство, и происходят разные другие причудливые штуки. Дальше уже ничего нет (наверное)…

Александр Таранов 06.08.2015

Понравился пост?
Поддержи Фактрум, нажми:

Трудно найти человека, который бы не интересовался окружающим его миром и теми явлениями, которые в нем происходят. С их помощью можно расширить круг своих знаний. Предлагаем обратить внимание на наиболее интересные факты о физике.

1. Спектральным изучением радуги интересовался Аристотель, однако заключение смог дать Исаак Ньютон в начале 18 столетия, представив миру свой труд под названием «Оптика». Самые внимательные наблюдатели при взгляде на нее отметят, насколько плавно каждый цвет перетекает в другой, образуя множество оттенков. Ньютон изначально выделил 5 основных цветов радуги: голубой, фиолетовый, зеленый, красный и желтый . А вот появление последних двух цветов (оранжевый, синий) связано с увлечением его нумерологией и стремлении приблизить число цветов к магической цифре «7».
2. В зависимости от температуры воздуха в Париже высота Эйфелевой баши может колебаться на 12 см . Подобное явление, прежде всего, связано со способностью металлов расширяться под воздействием длительного нагрева.

   

3. Тело птицы является не самым лучшим проводником электричества . Более того, лапки птичек создают параллельное соединение, характеризующееся подачей малого тока. Электричество в данном случае предпочитает более эффективный проводник. Однако достаточно птице прервать цепь, например, коснуться любого другого постороннего предмета, как электричество устремится к ее телу, что приведет к гибели.

   

4. В привычном понимании жидкость не имеет своей формы, что является глубочайшим заблуждением. Истинная форма жидкости – шар .

   

5. Свечение воды на глубине, не пропускающей солнечный свет, обусловлено присутствием изотопов кальция , растворенных в воде, и их способностью выпускать быстрые электроны. Именно они и вызывают естественное свечение.

   

6. В процессе формирования льда кристаллическая решетка теряет содержание соли , что становится причиной появления в некоторых точках нисходящих потоков ледяной и соленой воды. При определенных условиях вокруг этой точки начинается расти по направлению вниз ледяная глыбы, образующая масштабную подводную сосульку.

   

7. Французский священник Жан-Антуан Нолле в рамках своих экспериментов использовал в качестве материала людей . Так эксперимент по обнаружению скорости электрического тока происходил на 200 монахах, соединенных между собой металлическими проводами.

   

8. Прислонив газету к стене, можно открыть бутылку без использования штопора . Для этого достаточно ударить дном бутылки строго перпендикулярно по отношению к стене, в результате чего пробка выйдет настолько, что ее можно будет извлечь руками.

   

9. На самом деле Эйнштейн еще с детства проявлял интерес к точным наукам . А в швейцарскую высшую школы математики не поступил с первой попытки только лишь потому, что не добрал необходимое количество баллов по другим дисциплинам.

   

10. Для того чтобы повысить шансы спасения в падающем лифте, необходимо принять положение лежа и постараться занять максимальную площадь пола. В данном случае сила удара будет равномерно распределена по телу.

    

11. Температура разряда молнии может достигать 29 000-30 000 К . Для сравнения, температура Солнца составляет 6 000 К.

    

12. Почему комарам не страшен дождь? Масса капли дождя намного больше, чем вес комара . В сочетании с этим фактором волоски, покрывающие все тело насекомого, помогают снижать передачу импульса от капли комару, что и помогает насекомому выжить.

    

13. В прозрачной воде свет распространятся с куда меньшей скоростью, чем это происходит в вакууме .

    

14. Щелчок кнута после удара обусловлен тем, что скорость движения кончика кнута превосходит скорость движения звука . По правде говоря, кнут стал первым изобретением человечества, которому удалось преодолеть звуковой барьер.

    

15. Воздух нагревается от воздействия Солнца не напрямую . Солнечное излучение, проходя через слои атмосферы, поглощается сушей, которая в последствии отдает свое тепло атмосфере. Именно поэтому, несмотря на то, что поверхность гор ближе к Солнцу, чем равнина, там намного холоднее.

    

Какая наука богата на интересные факты? Физика! 7 класс - это время, когда школьники начинают изучать её. Чтобы серьезный предмет не казался таким скучным, предлагаем начать учебу с занимательных фактов.

Почему в радуге семь цветов

Интересные факты о физике могут касаться даже радуги! Количество цветов в ней определил Исаак Ньютон. Таким явлением, как радуга, интересовался ещё Аристотель, а персидским учёным суть ее открылась ещё в 13-14 веке. Тем не менее мы руководствуемся описанием радуги, которое Ньютон сделал в своей работе «Оптика» в 1704 году. Он выделил цвета с помощью стеклянной призмы.

Если внимательно посмотреть на радугу, то можно увидеть, как цвета плавно перетекают из одного в другой, образуя огромное количество оттенков. И Ньютон изначально выделил только пять основных: фиолетовый, голубой, зеленый, желтый, красный. Но ученый обладал страстью к нумерологии, и поэтому захотел привести количество цветов к мистической цифре "семь". Он добавил к описанию радуги ещё два цвета - оранжевый и синий. Так получилась семицветная радуга.

Форма жидкости

Физика - вокруг нас. Интересные факты могут удивить нас, даже если дело касается такой привычной вещи, как обычная вода. Мы все привыкли думать, что жидкость не имеет собственной формы, об этом говорит даже школьный учебник по физике! Однако это не так. Естественная форма жидкости - шар.

Высота Эйфелевой башни

Какова точная высота Эйфелевой башни? А это зависит от погоды! Дело в том, что высота башни колеблется на целых 12 сантиметров. Это происходит от того, что в жаркую солнечную погоду строение нагревается, и температура балок может доходить до 40 градусов по Цельсию. А как известно, вещества могут расширяться под воздействием высокой температуры.

Самоотверженные ученые

Интересные факты об ученых-физиках могут быть не только забавными, но и рассказывать об их самоотверженности и преданности любимому делу. Во время изучения электрической дуги физик Василий Петров удалил верхний слой кожи на кончиках пальцев, чтобы ощущать слабые токи.

А Исаак Ньютон ввел в собственный глаз зонд, чтобы понять природу зрения. Ученый считал, что мы видим потому, что свет давит на сетчатку.

Зыбучие пески

Интересные факты о физике могут помочь понять свойства такой занимательной вещи, как зыбучие пески. Они представляют собой Человек или животное не могут погрузиться в зыбучий песок полностью из-за высокой вязкости, но и выбраться из него очень сложно. Чтобы вытащить ногу из зыбучего песка, нужно приложить усилия, сравнимые с поднятием легкового автомобиля.

В нем нельзя утонуть, но опасность для жизни представляют обезвоживание, солнце, приливы. При попадании в зыбучий песок нужно лечь на спину и ждать помощи.

Сверхзвуковая скорость

Вы знаете, каким было первое приспособление, преодолевшее Обычный пастуший кнут. Щелчок, пугающий коров, это не что иное, как хлопок при преодолении При сильном ударе кончик кнута движется так быстро, что создает в воздухе ударную волну. То же самое происходит с самолетом, летящим со сверхзвуковой скоростью.

Фотонные сферы

Интересные факты о физике и природе черных дыр таковы, что иногда просто невозможно даже вообразить себе реализацию теоритических выкладок. Как известно, свет состоит из фотонов. Попадая под влияние гравитации черной дыры фотоны образуют дуги, области, где они начинают вращаться по орбите. Ученые полагают, что если поместить человека в такую фотонную сферу, то он сможет увидеть собственную спину.

Скотч

Вряд ли вы разматывали скотч в вакууме, но ученые в своих лабораториях это сделали. И выяснили, что при разматывании возникает видимое свечение и рентгеновское излучение. Мощность рентгеновского излучения такова, что позволяет даже делать снимки частей тела! А вот почему это происходит - загадка. Подобный эффект можно наблюдать при разрушении ассиметричных связей в кристалле. Но вот незадача - никакой кристаллической структуры в скотче нет. Так что ученым придется придумать другое объяснение. Не стоит опасаться разматывать скотч в домашних условиях - в воздухе никакого излучения не происходит.

Эксперименты на людях

В 1746 году французский физик и, по совместительству, священник Жан-Антуан Нолле исследовал природу электрического тока. Ученый решил узнать, какова скорость электрического тока. Вот только как это сделать в условиях монастыря…

Физик пригласил на эксперимент 200 монахов, соединил их с помощью железных проводов и разрядил в бедняг батарею из недавно изобретенных лейденских банок (они являются первыми конденсаторами). Все монахи отреагировали на удар одновременно, и это дало понять, что скорость тока чрезвычайно высока.

Гениальный двоечник

Интересные факты из жизни физиков могут подавать ложные надежды неуспевающим ученикам. Среди нерадивых учеников ходит легенда, что знаменитый Эйнштейн был самым настоящим двоечником, плохо знал математику и вообще завалил выпускные экзамены. И ничего, стал всемирно Спешим разочаровать: Альберт Эйнштейн начал проявлять недюжинные математические способности ещё в детстве и имел знания, намного превосходящие школьную программу.

Возможно, слухи о плохой успеваемости ученого возникли потому, что он не сразу поступил в высшую политехническую школу Цюриха. Альберт блестяще сдал экзамены по физике и математике, но в других дисциплинах нужное количество баллов не набрал. Подтянув знания по нужным предметам, будущий ученый успешно сдал экзамены в следующем году. Ему было 17 лет.

Птички на проводе

Вы замечали, что птицы любят сидеть на проводах? Но почему же они не погибают от удара током? Все дело в том, что тело - не очень хороший проводник. Птичьи лапы создают параллельное соединение, через которое протекает малый ток. Электричество предпочитает провод, который является лучшим проводником. Но стоит птице коснуться ещё какого-либо элемента, например, заземленной опоры, как электричество устремляется через её тело, приводя к гибели.

Люки против болидов

Интересные факты о физике можно вспомнить даже во время просмотра городских гонок "Формулы 1". Спортивные болиды движутся с такой большой скоростью, что между днищем машины и поверхностью дороги создается низкое давление, которого вполне хватит, чтобы поднять в воздух крышку люка. Именно так и произошло на одной из городских гонок. Крышка люка столкнулась со следующей машиной, возник пожар, гонка была остановлена. С тех пор во избежание несчастных случаев крышки люка привариваются к ободу.

Природный ядерный реактор

Один из самых серьезных разделов науки - ядерная физика. Интересные факты есть и здесь. Вы знали, что 2 миллиарда лет назад в районе Окло действовал самый настоящий природный ядерный реактор? Реакция протекала 100 000 лет, пока урановая жила не истощилась.

Интересен тот факт, что реактор был саморегулируемый - в жилу попадала вода, которая играла роль замедлителя нейронов. При активном ходе цепной реакции вода выкипала, и реакция ослабевала.

Ни один человек в мире не способен увидеть атом! Причиной тому является человеческое зрение. Такие микроскопические частички просто неподвластны нашим глазам. Но это не означает, что ученые и инженеры не добрались до этих «малышей».

Представляем интересные факты об атоме

Сканирующий туннельный микроскоп - это изобретение, созданное специально для видения невидимого. Сделали его для того, чтобы как раз увидеть то, что нас окружает - атомы. Так, этот прибор выполняет роль сканера и "раскладывание" атомов на небольшие черные "кругляшки", похожие на шишки. Полученная информация появляется в качестве фотоснимков через компьютер и это позволяет проводить изучения над "разложенными" атомами. Таким способом ученные, собственно, и изучают неизведанное.

Существуют часы, которые состоят из одного единственного атома. Это, воистину, уникальное создание, не имеющее никакой практической принадлежности. Хольгер Мюллер - физик из Калифорнии, позаботился о том, чтобы мир смог увидеть одноатомные часы. Увидеть - да, использовать - вряд ли.

Так, эти часы в миллиарды раз меньше привычных нам наручных, кроме того, время там абсолютно не имеет никакой точности. В общем, "сами себе на уме".

Технологии создания анимационного кино в формате 3D, 4D, 5D - это хороший способ заработать и позабавить аудиторию непревзойденным созданием фильма. Однако, для больших потрясений и выражений человеческих эмоций ученные создают нечто новое и уникальное постоянно. В доказательство этому служит фильм, созданный исключительно из атомов углеродов на медной подложке (!). Как вы понимаете, никакого экшена - простейшие картинки мирского.

Расщепление атомов - это не только химический процесс, в некоторых случаях это может являться человеческим увлечением. И тому есть пример из Швеции - мужчина (по-видимому, от нечего делать) обустроил на своей небольшой кухне мини-лабораторию в виде "ядерного реактора" и там, собственно, ставил такие немудреные эксперименты, вложив всего менее 1000$ в эту увлекательную экспедицию.

Интересные факты о физике, естественной школьной науке, позволят вам узнать самые обычные, на первый взгляд, процессы с необычной стороны.

• 1. Температура молнии в пять раз выше температуры на поверхности Солнца и составляет 30 000К.
• 2. Капля дождя весит больше, чем комар. Но волоски, которые размещены на поверхности тела насекомого, практически, не передают импульс от капли к комару. Поэтому насекомое выживает даже под проливным дождем. Этому способствует еще один фактор. Столкновение воды с комаром происходит на незакрепленной поверхности. Поэтому если удар прНиходится в центр насекомого, оно некоторое время падает с каплей, а потом быстро освобождается. Если дождь попадает не в центр, траектория движения комара немного отклоняется.
• 3. Сила вытаскивания ноги с зыбучих песков со скоростью 0,1 м/с равна силе поднятия легкового автомобиля. Интересный факт: зыбучие пески – это ньютоновская жидкость, которая не может поглотить человека полностью. Поэтому увязшие в песках люди умирают от обезвоживания, солнечного облучения или по другим причинам. Если вы попали в такую ситуацию, лучше не делайте резких движений. Попытайтесь опрокинуться на спину, раскинуть широко руки и ждать помощь.

• 4. Вы слышали щелчок после резкого взмаха кнутом? Это происходит из-за того, что его кончик движется со сверхзвуковой скоростью. Кстати, кнут – это первое изобретение, которое преодолело сверхзвуковой барьер. И то же происходит с самолетом, который летит со скоростью, больше звуковой. Щелчок, похожий на взрыв, происходит из-за созданной самолетом ударной волны.
• 5. Интересные факты о физике касаются также живых существ. К примеру, все насекомые во время полета ориентируются на свет Солнца или Луны. Они сохраняют такой угол, при котором освещение всегда с одной стороны. Если же насекомое летит на свет лампы, то движется по спирали, поскольку ее лучи расходятся не параллельно, а радиально.
• 6. Лучи Солнца, которые проходят через капельки в воздухе, образуют спектр. А его разные оттенки преломляются под разными углами. В результате такого явления образуется радуга – окружность, часть от которой люди видят с земли. Центр радуги всегда находится на прямой, проведенной от глаза наблюдателя до Солнца. Вторичную радугу можно увидеть тогда, когда свет в капельке отражается именно два раза.

• 7. Для льда больших ледников характерна деформация, то есть текучесть, обусловленная напряжением. По этой причине гималайские ледники сдвигаются со скоростью в два-три метра в сутки.
• 8. Вы знаете, что такое эффект Мпембы? Данное явление в 1963 году обнаружил танзанийский школьник по имени Эрасто Мпемба. Мальчик заметил, что горячая вода подвержена замерзанию в морозильнике быстрее, чем холодная. И поныне ученые не могут дать однозначного объяснения этого феномена.
• 9. В прозрачной среде свет распространяется медленнее, нежели в вакуумной.
• 10. Ученые полагают, что двух одинаковых по узору снежинок не бывает. Вариантов их дизайна даже больше, чем атомов у Вселенной.