Фізика та життя

Фізика та світло

Нове тисячоліття розпоча­лося з широкого представлення найменшого, найшвидшого, найекономічні­шого джерела світла, яке людство коли-небудь створювало, – LED (LightEmittingDiode). Ця технологія стала можливою завдяки напівпровідникам – матері­алам, які до того зробили прорив у електроніці. Після свічок, лампочок розжарю­вання та люмінесцентного освітлення, LED – четверта ілюмінаційна технологія. Вона дозволяє створювати світло використовуючи дуже мало енергії у порівнянні з традиційними джерелами світла.

Як LED працює? LED – ніби маленькі лампочки, що легко встановити в електричне коло. Вони не виробляють світло нагріванням нитки, тому вони не стають гарячими. Натомість, світло виробляється рухом елект­ронів у напівпровіднику, як у стандартних транзисторах. Згідно з квантовою теорією, коли електрони переходять на нижчий енергетичний рівень, вивільнюється енергія у вигляді світлових часток – фотонів. LED мають безліч переваг, тому лише за десятиліття захопили світ. Що очікувати далі? Можливо, бездротову світлову революцію!

Матеріал виходить за підтримки EPS Kharkiv Young Minds Section

Автор фото: DzygaLab

Життя тривале і коротке

Костянтин Задорожній, кандидадт біологічних наук.

Лекція ВуММ від 20.02.2020

“Щоб жити довго, треба жити у важких умовах”.

Яка тривалість життя є великою, а яка – малою? Насправді відповідь не завжди є очевидною. Які організми можна назвати довгожителями, а які ні? Як збільшити тривалість свого життя якщо ті гризун або риба? Скільки живуть дерева? І не забувайте про амебу! Про все це ми поговоримо під час наступної лекції з кандидатом біологічних наук, автором підручників Костянтином Задорожнім.

Normal numbers and its applications in real life

Bill Mance, PhD

Lecture of Free University on February 6th

Our guest is Bill Mance, PhD, mathematician from Adam Mickiewicz.

A real number is normal in base 10 if its decimal expansion is “random” in the sense that all the digits 0,1,..,9 occur with relative frequency 1/10, the pairs of digits 00,…,99 each occur with relative frequency 1/100, and so on. The “typical” real number is normal in base 10, but writing down specific examples is very difficult. For example, 0.2 3 5 7 11 13 … is normal in base 10, but it is unknown if numbers such as Pi, e, or sqrt{2} are normal in base 10.

Surprisingly, normality lies on the intersection of many different areas of mathematics. We will discuss some surprising connections between different areas of mathematics that involve normal numbers.

Проблема Пуанкаре та Григорій Перельман

Олександр Андрійович Борисенко, д. ф.-м. н., член – кор. НАНУ

Лекція ВуММ про проблему Пуанкаре

В лекції дано короткий історичний екскурс одного з найвидатніших математичних доведень останніх десятиріч. Ви зможете дізнатися про основні визначення з топології,які необхідні для формулювання гіпотези Пуанкаре, а також про потоки середньої кривини і Потоки Річчі, які є основним інструментом доведення проблеми Пуанкаре і гіпотези Терстона.
На популярному рівні подано доведення проблеми Пуанкаре і гіпотези Терстона, яке належить Григорію Перельману.

Ви почуєте коротку розповідь про геометричну школу, в якій сформувався Г.Перельман і її зв’язок з нашим містом. А також побачте фільм про Г.Перельмана “Иноходец”.

Фізика та життя

Фізика та ідентифікація

Технологія RFID (Radio frequency identification) ви­користовує радіохвилі для ідентифікації і відстеження мітки, що прикріплена до об’єкту (від автомобілів до домашніх тварин). Зручно, що для радіохвиль не обов’язково, щоб мітка була у прямому полі зору зчитувача – вона буде зчитана просто коли знаходиться поруч. Мітка може бути дуже маленькою, тому її можна розмістити у будь-чому, як наприклад, банківських картках. До того ж, у більшості таких систем, картка не потребує бата­рейки чи іншого джерела струму. Необхідний елект­ричний струм буде індукованим радіохвилями з передавача (згадай закон електромагнітної індукції). Індукованого струму доста­тньо, щоб виконати просте обчислення на RFID-чіпі чи спілкуватись з передавачем. В залежності від типу чіпа та частоті хвилі, RFID системи можуть працювати від 10 см до 10 м. Звісно, ці можливості потребують заходів безпеки для запобігання зловживання особистою інформацією.

RFID – гарний приклад технології, яка з’явилась з фундаментальних дослі­джень і зробила наше життя трохи легшим.

Матеріал виходить за підтримки EPS Kharkiv Young Minds Section

Джерело фото: Photo

Фізика та життя

Фізика та смартфон

Твій смартфон, який скоріш за все зараз у твоїй кишені, – це одна з найдивовижніших мінілабораторій в історії. Існування цього складного об’єкту, що був вперше комерціалізований у 2007 році, завдячує десятиліттям наукових досліджень, які часто були відзначені Нобелівськими преміями. Наприклад, сучасний розвиток рідких кристалів та їх застосування у LCD дисплеях був би неможливим без робіт П’єра-Жилье де Жена (Нобелівська премія, 1991). Проривом для сучасних камер було створення напівпровідних CCD (Charge-coupled device) світлових сенсорів Віллардом Бойле і Джорджом Е́лвудом Смітом (Нобелівська премія, 2009). Точне місцезнаходження твого смартфону можливе завдяки GPS (Global positioning system), яка потре­бує точного виміру часу по атомному годиннику і позиції спеціалізованих супутників. Окрім іншого, смартфон був би неможливим без напівпровідних мікропроце­сорів, пам’яті високої щіль­ності, бездротових техно­логій, тощо.

Смартфон – результат спі­льної плідної роботи фундаментальної науки, інженерів та промислових розробників.

Матеріал виходить за підтримки EPS Kharkiv Young Minds Section

Джерело фото: Photo Mix з сайту Pixabay

Зелений світ в зеленому травні

Юрій Бенгус, ХНПУ імені Г.С.Сковороди

Дні рослин у ВУММ, 18.05.2017

Найстаріша з наук, знання якої були життєво необхідні людині навіть тоді, коли вона ще не була людиною. Наука, з якої починалася медицина і сільське господарство, будівництво, наука про те, з чого починається вивчення математики і без якої (за легендою) не було б і сучасної фізики. Наука про те, що створює красу навколо нас, про те без чого нам би просто не було б чим дихати. Звісно всі здогадалися, що це наука про рослини, яка зветься “ботаніка”. Ця наука стара, але щодня вчені-ботаніки роблять нові відкриття, а деякі факти з неї вражають. Не всі елементарні питання ботаніки досі є зрозумілими більшості людей. Іноді це призводить до сумних наслідків і непоправних втрат.
Ми поговоримо про Ботаніку з біологом, ботаніком, співробітником кафедри ботаніки ХНПУ імені Г.С.Сковороди Юрієм Бенгусом.

Деякі частини ботанічної розповіді будуть зрозумілі навіть дитині, в інших досягнути розуміння мабуть не вийде. Але маємо надію, що дискусія буде цікавою для всіх.
Ми точно торкнемося питань охорони рослин, особливостей використання рослин в озелененні, спростуємо деякі легенди, які всім відомі з дитинства, дізнаємося кілька цікавинок про всім відомі рослини.
Запрошуємо задавати питання лектору в обговоренні до цієї події, щоб наша зустріч стала ще цікавішою.

Фізика та життя

Фізика та спілкування

Кожного разу коли ти відправляєш e-mail чи шукаєш щось в Інтернет, скоріш за все для передачі цифрової інформації використовується оптичневолокно. Причини через які оптичне волокно має переваги перед мідними кабелями: більша ємність, менші втрати на відстані, менша чутливість до завад. Такі волокна зроблені зі скла товщиною з людський волос, що оточений матеріалом, який не дозволяє світлу покинути волокно (згадай повне внутрішнє відбиття). Пасмо таких волокон зв’язують разом щоб сформувати кабелі, які легко зігнути. Цифрові данні передаються через такі волокна імпульсами, які створені світло діодами (LED – Light-emitting diode) або невеликими лазерами (LASER – Light amplification by stimulated emission of radiation).

Таким чином, це ще один з безлічі прикладів викорис­тання лазерів у сучасному житті. Після його створення науковцями у 1950тих, ка­зали що, лазер – це «рішення, що шукає задач», бо саме з його появою з’явилась лазерна хірургія, лазерний друк, сканування кодів, лазерне зварювання, тощо.

Матеріал виходить за підтримки EPS Kharkiv Young Minds Section

Джерело фото

Як “помити” землю?

Володимир Гаркавенко, біолог

Лекція ВуММ, 12.12.2019

Лекція ВуММ “Як помити землю”

На диво у публічних виступах дуже рідко піднімається одна з найактуальніших проблем сучасної промислової і сільськогосподарської екології, а саме проблема забруднення ґрунтів. І не дивно, бо хімічне забруднення не так впадає в око, як, наприклад, поліетиленові пакунки, які всіх дратують. Хоча хімічне забруднення часто є найбільше небезпечним. Але екологія ґрунтів – це не тільки нові технології та сучасні практики, це ще й величезні бюджети. Про глобальні тренди і конкретні проблеми ремедіації ґрунтів ви зможете дізнатися з лекції біолога Володимира Гаркавенка.

Фізика та життя

Фізика та МРТ

Магні́тно-резона́нсна то­могра́фія (МРТ) – це безконтактна технологія, яка створює зображення нашого внутрішнього «світу» з надзвичайною точністю. Вона використовує той факт, що ядра простих атомів як гідроген, якого у нас безліч в організмі, ведуть себе як маленькі магніти що обертаються. Коли ввімкнути магнітне поле, атом гідрогену буде орієнтований паралельно до ліній магнітного поля. Додаючи радіохвилю з правильною частотою, орієнтацію атомів можна повернути. Коли радіосигнал вимикають, атоми повертаються до початкової орієнтації, випромінюючи сигнал у радіоспектрі. Що цікаво, цей сигнал залежить від типу тканини. Таким чином можна дуже точно відрізнити хвору тканину від здорової.

Цікаво, що МРТ стало мож­ливим завдяки двом фун­даментальним відкриттям – ядерний магнітний резонанс (який дав ідею) і над­провідність (яка лежить в основі сильних магнітів, що використовуються в МРТ).

Таким чином, МРТ – чудовий приклад як фантастичний медичний прилад з’явився з фундаментальних наукових досліджень.

Матеріал виходить за підтримки EPS Kharkiv Young Minds Section

Джерело фото