Великие открытия ХХ века
Что вы знаете об открытиях в физике?
В физике важна точность. Результаты экспериментов могут привести к пересмотру устройства и маленького атома, и необъятной Вселенной. Герои нашего теста не удивлялись странным явлениям: они внимательно их описывали. Попробуйте себя в роли физика прошлого столетия и узнайте, под силу ли вам изобрести лазер или открыть новую галактику.
| начать тест |
На дворе 1908 год. Вы помогаете Хейке Камерлинг-Оннесу, специалисту по крионике. Вы считаете, что если охладить металл до абсолютного нуля, то электроны в нём остановятся, и металл перестанет проводить ток. Чтобы проверить гипотезу, надо что-нибудь охладить. С чего начнём?
Вы обеспечили Хейке Нобелевскую премию! Гелий превращается в жидкость почти при абсолютном нуле. С помощью жидкого гелия Хейке через 3 года охладит ртуть, которая не перестанет проводить ток. Напротив, её сопротивление упадёт почти до нуля. Десятки лет спустя явление сверхпроводимости останется не до конца изученным, но с помощью сверхпроводников начнут строить поезда, способные разгоняться до 600 км/ч.
Охлаждать ртуть саму по себе очень сложно. Сначала нам нужна очень холодная жидкость — например, жидкий гелий, температура которого почти равна абсолютному нулю. В 1911 году Хейке охладит с помощью гелия ртуть. Но ртуть не перестанет проводить ток: напротив, её сопротивление упадёт почти до нуля. Десятки лет спустя явление сверхпроводимости останется не до конца изученным, но с помощью сверхпроводников начнут строить поезда, способные разгоняться до 600 км/ч.
Для урана рановато. Начните с вещества попроще — с гелия. Вам удастся превратить гелий в очень холодную жидкость. В этой жидкости Хейке охладит ртуть почти до абсолютного нуля. Но ртуть не перестанет проводить ток: напротив, она превратится в сверхпроводник. Десятки лет спустя явление сверхпроводимости останется не до конца изученным, но с помощью сверхпроводников начнут строить поезда, способные разгоняться до 600 км/ч.
До изобретения графена ещё почти сто лет! Начните с вещества попроще — с гелия. Вам удастся превратить гелий в очень холодную жидкость. В этой жидкости Хейке охладит ртуть почти до абсолютного нуля. Но ртуть не перестанет проводить ток: напротив, она превратится в сверхпроводник. Десятки лет спустя явление сверхпроводимости останется не до конца изученным, но с помощью сверхпроводников начнут строить поезда, способные разгоняться до 600 км/ч.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
Вы в 1911 году. Вас направили помощником к учёному Виктору Францу Гессу, и через 15 минут вам нужно выезжать на аэродром, где проводятся эксперименты. Вы толком ничего не поняли, но Гесс работает на аэростате на высоте 5−6 км, и исследование связано с космосом. Какое оборудование поможет вам сделать революционное открытие?
Чем выше, тем холоднее: Солнце не может прогреть толщи атмосферы. Это стало понятно ещё в 1909 году. А вот о радиации знали мало, считалось, что она исходит от Земли. В 1913 году Гесс доказал космическое происхождение радиации, за что в 1936 году получил Нобелевскую премию.
Отличный выбор! Благодаря вам Гесс докажет, что радиация исходит не только от Земли. В 1936 году он получит за это открытие Нобелевскую премию. Исследования Гесса дадут толчок развитию ядерной физики, но радиация останется главной проблемой в освоении человеком космоса.
Для таких исследований слишком рано, ваш аэростат не подойдёт. Возьмите лучше оборудование для измерения радиации. Благодаря ему Гесс докажет, что радиация исходит не только от Земли. В 1936 году он получит за это открытие Нобелевскую премию.
Для таких исследований рановато: в 1911 году все думали, что полёты, в том числе и космические, — что-то вроде прогулки на круизном лайнере. Возьмите оборудование для измерения радиации. Благодаря нему Гесс докажет, что радиация исходит не только от Земли, и в 1936 году получит за это открытие Нобелевскую премию.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
В 1904 году английские учёные предположили, что модель атома похожа на «пудинг с изюмом». Электроны-изюминки размазаны по положительно заряженной массе атома-пудинга. Спустя 7 лет вы, ученик профессора, предложившего эту модель, проводите эксперимент — бомбардируете альфа-частицами тонкую золотую пластинку, которая стоит перед облучателем. До вас так делали много раз, и при столкновении с пластинкой частицы всегда проходили насквозь и почти не отклонялись от траектории. Но вам кажется, что узнать о строении атома можно больше. Стоит только изменить условия эксперимента. Как именно?
Нет. Эффект был бы примерно таким же. «Пудинговую модель атома» предложил Томпсон. А его ученик Резерфорд выяснил, что некоторые альфа-частицы могут отскакивать от экрана и менять траекторию. Но в модели Томпсона у атома не было элементов, которые могли бы влиять на траекторию полёта. Стало понятно, что положительный заряд не «размазан» по атому, а сконцентрирован в ядре. Так Резерфорд открыл планетарную модель атома — с ядром по центру и электронами на орбитах.
Нет, альфа-частицы не прошли бы через толстую пластинку. «Пудинговую модель атома» предложил Томпсон. А его ученик Резерфорд выяснил, что некоторые альфа-частицы могут отскакивать от экрана и менять траекторию. Но в модели Томпсона у атома не было элементов, которые могли бы влиять на траекторию полёта. Стало понятно, что положительный заряд не «размазан» по атому, а сконцентрирован в ядре. Так Резерфорд открыл планетарную модель атома — с ядром по центру и электронами на орбитах.
Не так важно, какое излучение использовать. Такой эксперимент в любом случае не изменил бы представления о строении атома. «Пудинговую модель» предложил Томпсон. А его ученик Резерфорд выяснил, что некоторые альфа-частицы могут отскакивать от экрана и менять траекторию. Но в модели Томпсона у атома не было элементов, которые могли бы влиять на траекторию полёта. Стало понятно, что положительный заряд не «размазан» по атому, а сконцентрирован в ядре. Так Резерфорд открыл планетарную модель атома — с ядром по центру и электронами на орбитах.
Так и поступил Резерфорд. Его учитель Томсон считал, что в атоме нет тяжёлых элементов, которые могут влиять на направление полёта альфа-частиц. Резерфорд же выяснил, что некоторые альфа-частицы могут отклоняться от пластины под большим углом и не попадать в неё, а ещё могут отскакивать от экрана и менять траекторию. Стало понятно, что положительный заряд не «размазан» по атому, а сконцентрирован в ядре. Так Резерфорд открыл планетарную модель атома — с ядром по центру и электронами на орбитах.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
В 1912 году вы стали астрономом Весто Слайфером. Вы наблюдаете за Туманностью Андромеды — крупным скоплением звёзд. Считается, что Туманность находится внутри Млечного путь или неподалёку от этой галактики, и движется со скоростью других таких же объектов — десятки км/с. Но неожиданно данные говорят о скорости 300 км/с! И туманность летит прямо на Землю! Как это объяснить?
Нет. Туманность действительно приближается к нам. Но гравитационное поле Млечного Пути не могло бы удержать такие быстрые объекты. Значит, Туманность — отдельная галактика. Она движется навстречу Млечному пути и столкнётся с ним через 3−4 миллиарда лет.
В точку! Учёный изучил ещё 15 туманностей и предположил, что все они — галактики, и 12 из них отдаляются от Млечного пути. А Туманность Андромеды приближается к Млечному пути и столкнётся с ним через 3−4 миллиарда лет. Позже эти открытия помогли обнаружить, что Вселенная расширяется.
Нет. С такой скоростью Туманность вылетела бы за пределы Млечного Пути. Это отдельная галактика, которая действительно движется нам навстречу. С Млечным Путём она столкнётся через 3−4 миллиарда лет. Такой вывод сделал Слайфер.
В 1912 году о расширении Вселенной ещё никто не знал, а понять это помогло как раз открытие Слайфера. Он выяснил, что Туманность Андромеды — отдельная галактика, и она приближается к Млечному пути, гравитационное поле которого не могло бы удержать такой быстрый объект.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
Сейчас 1926 год и вы Франц Розер — аспирант великого физика Томсона. По совету руководителя вы исследуете необъяснимое явление — в некоторых экспериментах в вакууме часть электронов вылетает из проводников — электродов. Это возможно, если к электроду подведён ток, но сейчас электроны вылетают сами по себе! Проводник находится во внешнем электрическом поле, но энергии у электронов точно недостаточно. Что происходит?
Атомы воды испаряются, когда получают много энергии! В нашем случае электронам энергию никто не придавал. Розер так и оставил явление необъяснённым, но через год Фридрих Хунд на основе данных Розера открыл туннельный эффект. Оказалось, электрон может преодолевать потенциальный барьер и покидать орбиталь, даже если его энергия ниже высоты барьера. В классической физике это невозможно, но в квантовом мире свои законы.
Нет, с проводником все в порядке, но Розер этого не понял и оставил явление необъяснённым. Однако через год Фридрих Хунд изучил явление и назвал его туннельным эффектом. Оказалось, электрон может преодолевать потенциальный барьер и покидать свою орбиталь, даже если его энергия ниже высоты барьера. В классической физике это невозможно, но в квантовом мире свои законы.
Да, Розер оставил явление необъяснённым. Но через год Фридрих Хунд изучил явление и назвал его туннельным эффектом. Оказалось, электрон может преодолевать потенциальный барьер и покидать свою орбиталь, даже если его энергия ниже высоты барьера. В классической физике это невозможно, но в квантовом мире свои законы.
В этом случае не важно, есть ли рядом электроны. Розер оставил явление необъяснённым. Но через год Фридрих Хунд изучил явление и назвал его туннельным эффектом. Оказалось, электрон может преодолевать потенциальный барьер и покидать свою орбиталь, даже если его энергия ниже высоты барьера. В классической физике это невозможно, но в квантовом мире свои законы.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
Сейчас 1931 год. Вместе с Карлом Янским вы выполняете заказ телефонной компании «Белл»: нужно сделать радиоантенны менее чувствительными к грозовым помехам. Вы собираете антенну с приёмником с самописцем и начинаете наблюдение. Антенна фиксирует постоянное шипение неизвестного происхождения, причём источник сигнала не двигается в течение 24 часов. Что это может быть?
Идея красивая, но её не воспримут всерьёз. Впрочем, в правильную догадку Янского сперва тоже никто не поверит. Янский сообщит, что поймал сигнал из центра Млечного пути, и через 6 лет эта гипотеза подтвердится. Окажется, что небесные тела излучают радиоволны, а значит, за галактиками можно наблюдать с помощью огромных приёмников — радиотелескопов.
Именно так и поступит Янский! Он сообщит, что поймал сигнал из центра Млечного пути, и через 6 лет эта гипотеза подтвердится. Окажется, что небесные тела излучают радиоволны, а значит, за галактиками можно наблюдать с помощью огромных приёмников — радиотелескопов.
Янский обратит внимание, что сигнал усиливается при наведении антенны на центр Млечного пути. Сперва ему никто не поверит, но через 6 лет гипотеза подтвердится. Окажется, что небесные тела излучают радиоволны, а значит, за галактиками можно наблюдать с помощью огромных приёмников — радиотелескопов.
Хорошо, что Карл Янский так не подумал! На самом деле он предположил, что поймал сигнал из центра Млечного пути, и через 6 лет эта гипотеза подтвердилась. Оказалось, что небесные тела излучают радиоволны, а значит, за галактиками можно наблюдать с помощью огромных приёмников — радиотелескопов.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
Перенесёмся в 1932 год. Вы американский физик Карл Андерсон и изучаете космическое излучение с помощью камеры Вильсона — коробки с парами воды, спирта или эфира. Это детектор заряженных частиц: по ходу движения частицы образуется цепочка капель. Если поместить камеру в магнитное поле, по траектории частицы будет понятен знак её заряда и импульс. Вы изучаете космические лучи и получаете странный результат: след из капель соответствует толщине электрона, но изгиб говорит о положительном заряде частицы. А у электрона он отрицательный. Как вы объясните произошедшее?
Именно так и поступил Андерсон. После чего подробно описал первую античастицу — позитрон. В подтверждение теории Андерсон произвёл позитрон искусственно, за что и получил Нобелевскую премию в 1936 году. Открытие подтвердило существование антиматерии, и учёные начали исследовать её взаимодействие с материей.
Вы бы наверняка заметили комара в камере невооружённым глазом. В реальности Андерсон предположил, что это античастица электрона — позитрон. За свои исследования в 1936 году он получил Нобелевскую премию. Открытие подтвердило существование антиматерии, и учёные начали исследовать её взаимодействие с материей.
Вы очень близки: воздействие гамма-излучения на электронную оболочку атома производит похожий эффект. Андерсон предположил, что увидел античастицу электрона — позитрон. За свои исследования в 1936 году он получил Нобелевскую премию. Открытие подтвердило существование антиматерии, и учёные начали исследовать её взаимодействие с материей.
Камера действительно должна быть чистой, но дело не в этом. Андерсон предположил, что увидел античастицу электрона — позитрон. За свои исследования в 1936 году он получил Нобелевскую премию. Открытие подтвердило существование антиматерии, и учёные начали исследовать её взаимодействие с материей.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
К концу подходит Вторая мировая война. Вы, студент-астроном Хенрик ван де Хюлст, пытаетесь понять: где во вселенной прячется ещё примерно половина её массы? По разным подсчётам, Вселенная должна весить в пару раз больше, чем все её видимые объекты. Иначе не объяснить принципы её работы. Последнее время новые теории почти не выдвигались, зато активно развивалась радиофизика. Возможно, открытия в этой сфере помогут найти ответ на этот вопрос. Что будете делать?
Недостающая масса могла бы крыться в чёрных дырах, но в 40-е годы техника была не готова к таким открытиям. Хенрик ван де Хюлст описал изменения в атоме водорода, при которых атом излучает энергию в виде волны длиной в 21 см. С помощью радиотелескопов астрономы уловили именно такие волны и выяснили, что значительная часть массы Вселенной приходится на огромные облака водорода. Облака помогают учёным исследовать размеры и структуру Вселенной.
Правильно. Хотя весит водород немного, его крупные скопления могли бы дать часть недостающей массы. Хенрик ван де Хюлст описал изменения в атоме водорода, при которых атом излучает энергию в виде волны длиной в 21 см. С помощью радиотелескопов астрономы уловили именно такие волны и выяснили, что значительная часть массы Вселенной приходится на огромные облака водорода. Облака помогают учёным исследовать размеры и структуру Вселенной.
Амбициозный план, но установить контакт с инопланетянами пока удалось только каналу РЕН-ТВ! У Хенрика ван де Хюлста таких идей не было. Он описал изменения в атоме водорода, при которых атом излучает энергию в виде волны длиной в 21 см. С помощью радиотелескопов астрономы уловили именно такие волны и выяснили, что значительная часть массы Вселенной приходится на огромные облака водорода. Облака помогают учёным исследовать размеры и структуру Вселенной.
В 40-е годы массы звёзд уже были рассчитаны довольно точно. Хенрик ван де Хюлст описал изменения в атоме водорода, при которых атом излучает энергию в виде волны длиной в 21 см. С помощью радиотелескопов астрономы уловили именно такие волны и выяснили, что значительная часть массы Вселенной приходится на огромные облака водорода. Облака помогают учёным исследовать размеры и структуру Вселенной.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
В 1950 году вы стали французским физиком Альфредом Кастлером. 34 года назад Эйнштейн предсказал существование вынужденного излучения. Явление может лечь в основу работы лазера, но учёные не знают, как собрать прибор. Вы ближе других подошли к воплощению идеи: почти придумали, как «зарядить» устройство. Нужно передать в среду внутри лазера энергию, которая потом преобразуется в лазерное излучение. Но какую энергию использовать? Для начала подойдёт какой-нибудь простой способ.
Все перечисленные способы накачки, кроме второго, работают. При них атом получает дополнительную энергию и поднимается на более высокий энергетический уровень, а потом спускается и излучает фотоны с энергией. Так образуется лазерный луч. Вы выбрали газодинамическую накачку, а Кастлер использовал оптическую. При ней электроны до более высокого энергетического уровня поднимает пучок света.
Вы выбрали единственный способ, который не сработает. А при использовании остальных трёх способов атом получает дополнительную энергию и поднимается на более высокий энергетический уровень, а потом спускается и излучает фотоны с энергией. Так образуется лазерный луч. Из трёх вариантов Кастлер выбрал оптическую накачку. При ней электроны до более высокого энергетического уровня поднимает пучок света.
Все перечисленные способы накачки, кроме второго, работают. При них атом получает дополнительную энергию и поднимается на более высокий энергетический уровень, а после накачки спускается и излучает фотоны с энергией. Так образуется лазерный луч. Вы выбрали электрическую накачку, но её придумали немного позже. Кастлер использовал оптическую накачку. При ней электроны до более высокого энергетического уровня поднимает пучок света.
Все перечисленные способы накачки, кроме второго, работают. При них атом получает дополнительную энергию и поднимается на более высокий энергетический уровень, а после накачки спускается и излучает фотоны с энергией. Так образуется лазерный луч. Кастлер выбрал именно этот способ — оптический. При оптической накачке электроны до более высокого энергетического уровня поднимает пучок света.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
Наступил 1955 год. Вы советский радиоастроном Тигран Шмаонов. В поисках сигналов из космоса вы обнаруживаете радиоволны, которые раньше не встречали. Как будете их изучать?
Микроволновую печь ещё не изобрели, хотя открытое излучение тоже было микроволновым. Шмаонов измерил его температуру и выяснил, что она равна 2,725 кельвина (примерно −270°C). Учёный открыл реликтовое излучение, существование которого в 1947 году предположил физик Гамов. По теории Гамова, Вселенная сначала была горячей плазмой, а затем начала остывать — тогда возникло излучение с температурой примерно 2,7 кельвина. Но Шмаонов не сопоставил теорию Гамова со своими наблюдениями. Реликтовое излучение в 1965 году переоткрыли американские физики Вильсон и Пензиас.
Учёный так и сделал. Температура равнялась 2,725 кельвина (−270°C). Шмаонов открыл реликтовое излучение, существование которого в 1947 году в предположил физик Гамов. По теории Гамова, эволюция Вселенной началась с состояния горячей плазмы, после чего Вселенная начала остывать. Тогда возникло излучение с температурой примерно 2,7 кельвина, и оно до сих пор заполняет Вселенную. Но Шмаонов не сопоставил теорию Гамова со своими наблюдениями. За него реликтовое излучение в 1965 году переоткрыли американские физики Вильсон и Пензиас.
Радиоволны распространяются со скоростью света. Вряд ли эта информация помогла бы Тиграну Шмаонову. Учёный измерил температуру волн. Она равнялась 2,725 кельвина (-270°C). Шмаонов открыл реликтовое излучение, существование которого в 1947 году предположил физик Гамов. По теории Гамова, Вселенная сначала была горячей плазмой, а затем начала остывать. Тогда возникло излучение с температурой примерно 2,7 кельвина, и оно до сих пор заполняет Вселенную. Но Шмаонов не сопоставил теорию Гамова со своими наблюдениями. За него реликтовое излучение в 1965 году переоткрыли американские физики Вильсон и Пензиас.
Можно попробовать, но вряд ли таким образом вы совершите открытие. Учёный измерил температуру волн. Она равнялась 2,725 кельвина (−270°C). Шмаонов, сам того не зная, открыл реликтовое излучение, существование которого в 1947 году предположил физик Гамов. По теории Гамова, Вселенная сначала была горячей плазмой, а затем начала остывать. Тогда возникло излучение с температурой примерно 2,7 кельвина, и оно до сих пор заполняет Вселенную. Но Шмаонов не сопоставил теорию Гамова со своими наблюдениями. За него реликтовое излучение в 1965 году переоткрыли американские физики Вильсон и Пензиас.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
Пока в мире физики вы Франц Розер из вопроса про туннельный эффект. Замечаете какие-то явления, но не можете их объяснить.
Поделиться результатами теста:
| пройти еще раз |
Это было сложно, но у вас неплохо получилось! Но для Нобелевской премии придётся ещё поработать.
Поделиться результатами теста:
| пройти еще раз |
Вы смогли получить Нобелевскую премию по физике несколько раз за этот тест! Может, и в реальности сможете? С такими познаниями!
Поделиться результатами теста:
| пройти еще раз |
Что вы знаете об открытиях в физике?
В физике важна точность. Результаты экспериментов могут привести к пересмотру устройства и маленького атома, и необъятной Вселенной. Герои нашего теста не удивлялись странным явлениям: они внимательно их описывали. Попробуйте себя в роли физика прошлого столетия и узнайте, под силу ли вам изобрести лазер или открыть новую галактику.
| начать тест |
На дворе 1908 год. Вы помогаете Хейке Камерлинг-Оннесу, специалисту по крионике. Вы считаете, что если охладить металл до абсолютного нуля, то электроны в нём остановятся, и металл перестанет проводить ток. Чтобы проверить гипотезу, надо что-нибудь охладить. С чего начнём?
Вы обеспечили Хейке Нобелевскую премию! Гелий превращается в жидкость почти при абсолютном нуле. С помощью жидкого гелия Хейке через 3 года охладит ртуть, которая не перестанет проводить ток. Напротив, её сопротивление упадёт почти до нуля. Десятки лет спустя явление сверхпроводимости останется не до конца изученным, но с помощью сверхпроводников начнут строить поезда, способные разгоняться до 600 км/ч.
Охлаждать ртуть саму по себе очень сложно. Сначала нам нужна очень холодная жидкость — например, жидкий гелий, температура которого почти равна абсолютному нулю. В 1911 году Хейке охладит с помощью гелия ртуть. Но ртуть не перестанет проводить ток: напротив, её сопротивление упадёт почти до нуля. Десятки лет спустя явление сверхпроводимости останется не до конца изученным, но с помощью сверхпроводников начнут строить поезда, способные разгоняться до 600 км/ч.
Для урана рановато. Начните с вещества попроще — с гелия. Вам удастся превратить гелий в очень холодную жидкость. В этой жидкости Хейке охладит ртуть почти до абсолютного нуля. Но ртуть не перестанет проводить ток: напротив, она превратится в сверхпроводник. Десятки лет спустя явление сверхпроводимости останется не до конца изученным, но с помощью сверхпроводников начнут строить поезда, способные разгоняться до 600 км/ч.
До изобретения графена ещё почти сто лет! Начните с вещества попроще — с гелия. Вам удастся превратить гелий в очень холодную жидкость. В этой жидкости Хейке охладит ртуть почти до абсолютного нуля. Но ртуть не перестанет проводить ток: напротив, она превратится в сверхпроводник. Десятки лет спустя явление сверхпроводимости останется не до конца изученным, но с помощью сверхпроводников начнут строить поезда, способные разгоняться до 600 км/ч.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
Вы в 1911 году. Вас направили помощником к учёному Виктору Францу Гессу, и через 15 минут вам нужно выезжать на аэродром, где проводятся эксперименты. Вы толком ничего не поняли, но Гесс работает на аэростате на высоте 5−6 км, и исследование связано с космосом. Какое оборудование поможет вам сделать революционное открытие?
Чем выше, тем холоднее: Солнце не может прогреть толщи атмосферы. Это стало понятно ещё в 1909 году. А вот о радиации знали мало, считалось, что она исходит от Земли. В 1913 году Гесс доказал космическое происхождение радиации, за что в 1936 году получил Нобелевскую премию.
Отличный выбор! Благодаря вам Гесс докажет, что радиация исходит не только от Земли. В 1936 году он получит за это открытие Нобелевскую премию. Исследования Гесса дадут толчок развитию ядерной физики, но радиация останется главной проблемой в освоении человеком космоса.
Для таких исследований слишком рано, ваш аэростат не подойдёт. Возьмите лучше оборудование для измерения радиации. Благодаря ему Гесс докажет, что радиация исходит не только от Земли. В 1936 году он получит за это открытие Нобелевскую премию.
Для таких исследований рановато: в 1911 году все думали, что полёты, в том числе и космические, — что-то вроде прогулки на круизном лайнере. Возьмите оборудование для измерения радиации. Благодаря нему Гесс докажет, что радиация исходит не только от Земли, и в 1936 году получит за это открытие Нобелевскую премию.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
В 1904 году английские учёные предположили, что модель атома похожа на «пудинг с изюмом». Электроны-изюминки размазаны по положительно заряженной массе атома-пудинга. Спустя 7 лет вы, ученик профессора, предложившего эту модель, проводите эксперимент — бомбардируете альфа-частицами тонкую золотую пластинку, которая стоит перед облучателем. До вас так делали много раз, и при столкновении с пластинкой частицы всегда проходили насквозь и почти не отклонялись от траектории. Но вам кажется, что узнать о строении атома можно больше. Стоит только изменить условия эксперимента. Как именно?
Нет. Эффект был бы примерно таким же. «Пудинговую модель атома» предложил Томпсон. А его ученик Резерфорд выяснил, что некоторые альфа-частицы могут отскакивать от экрана и менять траекторию. Но в модели Томпсона у атома не было элементов, которые могли бы влиять на траекторию полёта. Стало понятно, что положительный заряд не «размазан» по атому, а сконцентрирован в ядре. Так Резерфорд открыл планетарную модель атома — с ядром по центру и электронами на орбитах.
Нет, альфа-частицы не прошли бы через толстую пластинку. «Пудинговую модель атома» предложил Томпсон. А его ученик Резерфорд выяснил, что некоторые альфа-частицы могут отскакивать от экрана и менять траекторию. Но в модели Томпсона у атома не было элементов, которые могли бы влиять на траекторию полёта. Стало понятно, что положительный заряд не «размазан» по атому, а сконцентрирован в ядре. Так Резерфорд открыл планетарную модель атома — с ядром по центру и электронами на орбитах.
Не так важно, какое излучение использовать. Такой эксперимент в любом случае не изменил бы представления о строении атома. «Пудинговую модель» предложил Томпсон. А его ученик Резерфорд выяснил, что некоторые альфа-частицы могут отскакивать от экрана и менять траекторию. Но в модели Томпсона у атома не было элементов, которые могли бы влиять на траекторию полёта. Стало понятно, что положительный заряд не «размазан» по атому, а сконцентрирован в ядре. Так Резерфорд открыл планетарную модель атома — с ядром по центру и электронами на орбитах.
Так и поступил Резерфорд. Его учитель Томсон считал, что в атоме нет тяжёлых элементов, которые могут влиять на направление полёта альфа-частиц. Резерфорд же выяснил, что некоторые альфа-частицы могут отклоняться от пластины под большим углом и не попадать в неё, а ещё могут отскакивать от экрана и менять траекторию. Стало понятно, что положительный заряд не «размазан» по атому, а сконцентрирован в ядре. Так Резерфорд открыл планетарную модель атома — с ядром по центру и электронами на орбитах.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
В 1912 году вы стали астрономом Весто Слайфером. Вы наблюдаете за Туманностью Андромеды — крупным скоплением звёзд. Считается, что Туманность находится внутри Млечного путь или неподалёку от этой галактики, и движется со скоростью других таких же объектов — десятки км/с. Но неожиданно данные говорят о скорости 300 км/с! И туманность летит прямо на Землю! Как это объяснить?
Нет. Туманность действительно приближается к нам. Но гравитационное поле Млечного Пути не могло бы удержать такие быстрые объекты. Значит, Туманность — отдельная галактика. Она движется навстречу Млечному пути и столкнётся с ним через 3−4 миллиарда лет.
В точку! Учёный изучил ещё 15 туманностей и предположил, что все они — галактики, и 12 из них отдаляются от Млечного пути. А Туманность Андромеды приближается к Млечному пути и столкнётся с ним через 3−4 миллиарда лет. Позже эти открытия помогли обнаружить, что Вселенная расширяется.
Нет. С такой скоростью Туманность вылетела бы за пределы Млечного Пути. Это отдельная галактика, которая действительно движется нам навстречу. С Млечным Путём она столкнётся через 3−4 миллиарда лет. Такой вывод сделал Слайфер.
В 1912 году о расширении Вселенной ещё никто не знал, а понять это помогло как раз открытие Слайфера. Он выяснил, что Туманность Андромеды — отдельная галактика, и она приближается к Млечному пути, гравитационное поле которого не могло бы удержать такой быстрый объект.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
Сейчас 1926 год и вы Франц Розер — аспирант великого физика Томсона. По совету руководителя вы исследуете необъяснимое явление — в некоторых экспериментах в вакууме часть электронов вылетает из проводников — электродов. Это возможно, если к электроду подведён ток, но сейчас электроны вылетают сами по себе! Проводник находится во внешнем электрическом поле, но энергии у электронов точно недостаточно. Что происходит?
Атомы воды испаряются, когда получают много энергии! В нашем случае электронам энергию никто не придавал. Розер так и оставил явление необъяснённым, но через год Фридрих Хунд на основе данных Розера открыл туннельный эффект. Оказалось, электрон может преодолевать потенциальный барьер и покидать орбиталь, даже если его энергия ниже высоты барьера. В классической физике это невозможно, но в квантовом мире свои законы.
Нет, с проводником все в порядке, но Розер этого не понял и оставил явление необъяснённым. Однако через год Фридрих Хунд изучил явление и назвал его туннельным эффектом. Оказалось, электрон может преодолевать потенциальный барьер и покидать свою орбиталь, даже если его энергия ниже высоты барьера. В классической физике это невозможно, но в квантовом мире свои законы.
Да, Розер оставил явление необъяснённым. Но через год Фридрих Хунд изучил явление и назвал его туннельным эффектом. Оказалось, электрон может преодолевать потенциальный барьер и покидать свою орбиталь, даже если его энергия ниже высоты барьера. В классической физике это невозможно, но в квантовом мире свои законы.
В этом случае не важно, есть ли рядом электроны. Розер оставил явление необъяснённым. Но через год Фридрих Хунд изучил явление и назвал его туннельным эффектом. Оказалось, электрон может преодолевать потенциальный барьер и покидать свою орбиталь, даже если его энергия ниже высоты барьера. В классической физике это невозможно, но в квантовом мире свои законы.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
Сейчас 1931 год. Вместе с Карлом Янским вы выполняете заказ телефонной компании «Белл»: нужно сделать радиоантенны менее чувствительными к грозовым помехам. Вы собираете антенну с приёмником с самописцем и начинаете наблюдение. Антенна фиксирует постоянное шипение неизвестного происхождения, причём источник сигнала не двигается в течение 24 часов. Что это может быть?
Идея красивая, но её не воспримут всерьёз. Впрочем, в правильную догадку Янского сперва тоже никто не поверит. Янский сообщит, что поймал сигнал из центра Млечного пути, и через 6 лет эта гипотеза подтвердится. Окажется, что небесные тела излучают радиоволны, а значит, за галактиками можно наблюдать с помощью огромных приёмников — радиотелескопов.
Именно так и поступит Янский! Он сообщит, что поймал сигнал из центра Млечного пути, и через 6 лет эта гипотеза подтвердится. Окажется, что небесные тела излучают радиоволны, а значит, за галактиками можно наблюдать с помощью огромных приёмников — радиотелескопов.
Янский обратит внимание, что сигнал усиливается при наведении антенны на центр Млечного пути. Сперва ему никто не поверит, но через 6 лет гипотеза подтвердится. Окажется, что небесные тела излучают радиоволны, а значит, за галактиками можно наблюдать с помощью огромных приёмников — радиотелескопов.
Хорошо, что Карл Янский так не подумал! На самом деле он предположил, что поймал сигнал из центра Млечного пути, и через 6 лет эта гипотеза подтвердилась. Оказалось, что небесные тела излучают радиоволны, а значит, за галактиками можно наблюдать с помощью огромных приёмников — радиотелескопов.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
Перенесёмся в 1932 год. Вы американский физик Карл Андерсон и изучаете космическое излучение с помощью камеры Вильсона — коробки с парами воды, спирта или эфира. Это детектор заряженных частиц: по ходу движения частицы образуется цепочка капель. Если поместить камеру в магнитное поле, по траектории частицы будет понятен знак её заряда и импульс. Вы изучаете космические лучи и получаете странный результат: след из капель соответствует толщине электрона, но изгиб говорит о положительном заряде частицы. А у электрона он отрицательный. Как вы объясните произошедшее?
Именно так и поступил Андерсон. После чего подробно описал первую античастицу — позитрон. В подтверждение теории Андерсон произвёл позитрон искусственно, за что и получил Нобелевскую премию в 1936 году. Открытие подтвердило существование антиматерии, и учёные начали исследовать её взаимодействие с материей.
Вы бы наверняка заметили комара в камере невооружённым глазом. В реальности Андерсон предположил, что это античастица электрона — позитрон. За свои исследования в 1936 году он получил Нобелевскую премию. Открытие подтвердило существование антиматерии, и учёные начали исследовать её взаимодействие с материей.
Вы очень близки: воздействие гамма-излучения на электронную оболочку атома производит похожий эффект. Андерсон предположил, что увидел античастицу электрона — позитрон. За свои исследования в 1936 году он получил Нобелевскую премию. Открытие подтвердило существование антиматерии, и учёные начали исследовать её взаимодействие с материей.
Камера действительно должна быть чистой, но дело не в этом. Андерсон предположил, что увидел античастицу электрона — позитрон. За свои исследования в 1936 году он получил Нобелевскую премию. Открытие подтвердило существование антиматерии, и учёные начали исследовать её взаимодействие с материей.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
К концу подходит Вторая мировая война. Вы, студент-астроном Хенрик ван де Хюлст, пытаетесь понять: где во вселенной прячется ещё примерно половина её массы? По разным подсчётам, Вселенная должна весить в пару раз больше, чем все её видимые объекты. Иначе не объяснить принципы её работы. Последнее время новые теории почти не выдвигались, зато активно развивалась радиофизика. Возможно, открытия в этой сфере помогут найти ответ на этот вопрос. Что будете делать?
Недостающая масса могла бы крыться в чёрных дырах, но в 40-е годы техника была не готова к таким открытиям. Хенрик ван де Хюлст описал изменения в атоме водорода, при которых атом излучает энергию в виде волны длиной в 21 см. С помощью радиотелескопов астрономы уловили именно такие волны и выяснили, что значительная часть массы Вселенной приходится на огромные облака водорода. Облака помогают учёным исследовать размеры и структуру Вселенной.
Правильно. Хотя весит водород немного, его крупные скопления могли бы дать часть недостающей массы. Хенрик ван де Хюлст описал изменения в атоме водорода, при которых атом излучает энергию в виде волны длиной в 21 см. С помощью радиотелескопов астрономы уловили именно такие волны и выяснили, что значительная часть массы Вселенной приходится на огромные облака водорода. Облака помогают учёным исследовать размеры и структуру Вселенной.
Амбициозный план, но установить контакт с инопланетянами пока удалось только каналу РЕН-ТВ! У Хенрика ван де Хюлста таких идей не было. Он описал изменения в атоме водорода, при которых атом излучает энергию в виде волны длиной в 21 см. С помощью радиотелескопов астрономы уловили именно такие волны и выяснили, что значительная часть массы Вселенной приходится на огромные облака водорода. Облака помогают учёным исследовать размеры и структуру Вселенной.
В 40-е годы массы звёзд уже были рассчитаны довольно точно. Хенрик ван де Хюлст описал изменения в атоме водорода, при которых атом излучает энергию в виде волны длиной в 21 см. С помощью радиотелескопов астрономы уловили именно такие волны и выяснили, что значительная часть массы Вселенной приходится на огромные облака водорода. Облака помогают учёным исследовать размеры и структуру Вселенной.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
В 1950 году вы стали французским физиком Альфредом Кастлером. 34 года назад Эйнштейн предсказал существование вынужденного излучения. Явление может лечь в основу работы лазера, но учёные не знают, как собрать прибор. Вы ближе других подошли к воплощению идеи: почти придумали, как «зарядить» устройство. Нужно передать в среду внутри лазера энергию, которая потом преобразуется в лазерное излучение. Но какую энергию использовать? Для начала подойдёт какой-нибудь простой способ.
Все перечисленные способы накачки, кроме второго, работают. При них атом получает дополнительную энергию и поднимается на более высокий энергетический уровень, а потом спускается и излучает фотоны с энергией. Так образуется лазерный луч. Вы выбрали газодинамическую накачку, а Кастлер использовал оптическую. При ней электроны до более высокого энергетического уровня поднимает пучок света.
Вы выбрали единственный способ, который не сработает. А при использовании остальных трёх способов атом получает дополнительную энергию и поднимается на более высокий энергетический уровень, а потом спускается и излучает фотоны с энергией. Так образуется лазерный луч. Из трёх вариантов Кастлер выбрал оптическую накачку. При ней электроны до более высокого энергетического уровня поднимает пучок света.
Все перечисленные способы накачки, кроме второго, работают. При них атом получает дополнительную энергию и поднимается на более высокий энергетический уровень, а после накачки спускается и излучает фотоны с энергией. Так образуется лазерный луч. Вы выбрали электрическую накачку, но её придумали немного позже. Кастлер использовал оптическую накачку. При ней электроны до более высокого энергетического уровня поднимает пучок света.
Все перечисленные способы накачки, кроме второго, работают. При них атом получает дополнительную энергию и поднимается на более высокий энергетический уровень, а после накачки спускается и излучает фотоны с энергией. Так образуется лазерный луч. Кастлер выбрал именно этот способ — оптический. При оптической накачке электроны до более высокого энергетического уровня поднимает пучок света.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
Наступил 1955 год. Вы советский радиоастроном Тигран Шмаонов. В поисках сигналов из космоса вы обнаруживаете радиоволны, которые раньше не встречали. Как будете их изучать?
Микроволновую печь ещё не изобрели, хотя открытое излучение тоже было микроволновым. Шмаонов измерил его температуру и выяснил, что она равна 2,725 кельвина (примерно −270°C). Учёный открыл реликтовое излучение, существование которого в 1947 году предположил физик Гамов. По теории Гамова, Вселенная сначала была горячей плазмой, а затем начала остывать — тогда возникло излучение с температурой примерно 2,7 кельвина. Но Шмаонов не сопоставил теорию Гамова со своими наблюдениями. Реликтовое излучение в 1965 году переоткрыли американские физики Вильсон и Пензиас.
Учёный так и сделал. Температура равнялась 2,725 кельвина (−270°C). Шмаонов открыл реликтовое излучение, существование которого в 1947 году в предположил физик Гамов. По теории Гамова, эволюция Вселенной началась с состояния горячей плазмы, после чего Вселенная начала остывать. Тогда возникло излучение с температурой примерно 2,7 кельвина, и оно до сих пор заполняет Вселенную. Но Шмаонов не сопоставил теорию Гамова со своими наблюдениями. За него реликтовое излучение в 1965 году переоткрыли американские физики Вильсон и Пензиас.
Радиоволны распространяются со скоростью света. Вряд ли эта информация помогла бы Тиграну Шмаонову. Учёный измерил температуру волн. Она равнялась 2,725 кельвина (-270°C). Шмаонов открыл реликтовое излучение, существование которого в 1947 году предположил физик Гамов. По теории Гамова, Вселенная сначала была горячей плазмой, а затем начала остывать. Тогда возникло излучение с температурой примерно 2,7 кельвина, и оно до сих пор заполняет Вселенную. Но Шмаонов не сопоставил теорию Гамова со своими наблюдениями. За него реликтовое излучение в 1965 году переоткрыли американские физики Вильсон и Пензиас.
Можно попробовать, но вряд ли таким образом вы совершите открытие. Учёный измерил температуру волн. Она равнялась 2,725 кельвина (−270°C). Шмаонов, сам того не зная, открыл реликтовое излучение, существование которого в 1947 году предположил физик Гамов. По теории Гамова, Вселенная сначала была горячей плазмой, а затем начала остывать. Тогда возникло излучение с температурой примерно 2,7 кельвина, и оно до сих пор заполняет Вселенную. Но Шмаонов не сопоставил теорию Гамова со своими наблюдениями. За него реликтовое излучение в 1965 году переоткрыли американские физики Вильсон и Пензиас.
| дальше |
| проверить |
| узнать результат |
Пока в мире физики вы Франц Розер из вопроса про туннельный эффект. Замечаете какие-то явления, но не можете их объяснить.
Поделиться результатами теста:
| пройти еще раз |
Это было сложно, но у вас неплохо получилось! Но для Нобелевской премии придётся ещё поработать.
Поделиться результатами теста:
| пройти еще раз |
Вы смогли получить Нобелевскую премию по физике несколько раз за этот тест! Может, и в реальности сможете? С такими познаниями!
Поделиться результатами теста:
| пройти еще раз |
11% кэшбэк
Бесплатно
20% скидка
на любимые категории или 3% за все покупки
обслуживание карты
на отели и билеты на travel.open.ru
Откройте карту
и успейте забрать один из 500 бесплатных курсов*. До конца октября держатели карты получают скидку 25% на все курсы и лекции «Синхронизации».
Visa банка «Открытие»
*Акция действует только на территории России
4000 0000 0000 0000
12 / 23
NAME SURNAME
Откройте для себя новые знания с картой Visa банка «Открытие»
Держатели карты получают скидки до 25% на все курсы «Синхронизации» до конца октября.*
Кино глазами
режиссёров
режиссёров
48 часов
3 месяца. 24 режиссёра.
Новый взгляд на кинематограф
Новый взгляд на кинематограф
5 мая
Как устроен наш мозг
18 часов
9 вебинаров о мышлении, памяти и эмоциях
8 июля
Онлайн-курсы
Изучайте живопись, кино, историю, философию, архитектуру, моду и дизайн.
*Акция действует до 31.10.2020. Скидки на очные лекции на московских площадках будут действительны в случае возобновления массовых мероприятий до 1 октября2020 года.
Откройте для себя новые знания с картой Visa банка «Открытие»
Откройте карту до 31 октября и получите один из этих курсов «Синхронизации» в подарок.
Как смотреть картины
5 онлайн-занятий для изучения «продвинутого» языка искусства
История кино в 10 фильмах
История дизайна
За 5 занятий научимся читать язык окружающих предметов: от тканей прерафаэлитов до мебели IKEA
11% кэшбэк
Бесплатное обслуживание
20% скидка на оплату отелей и билетов на travel.open.ru
От Диора до Маккуина
Модные имена и тренды последних 50 лет
Гид по русской
архитектуре
архитектуре
От древнерусских храмов до небоскрёбов
Разберитесь в истории кино на примере десяти картин — по одной на каждое десятилетие XX века.
Подарок от Синхронизации*
*Акция действует только на территории России
