👩‍💻 Подборка полезных ссылок для изучения C++ 👨🏻‍💻

▪️ LearnCpp.com — это бесплатный веб-сайт, посвященный обучению вас программированию на C++. Независимо от того, был ли у вас какой-либо предыдущий опыт программирования или нет, учебные пособия на этом сайте помогут вам выполнить все шаги по написанию, компиляции и отладке ваших программ на C++, и все это с большим количеством примеров.

▪️ ravesli.com — Здесь представлены более 240 бесплатных уроков, где с нуля рассматриваются основы и тонкости языка С++ и программирования в целом. Есть пошаговые создания игр на С++ с помощью библиотек MFC и SFML, и более 70 практических заданий для проверки ваших навыков программирования.

▪️ metanit.com — данный сайт посвящен различным языкам и технологиям программирования, компьютерам, мобильным платформам и ИТ-технологиям. Здесь будут выкладываться различные руководства и учебные материалы, статьи и примеры.

▪️ cppstudio.com/cat/274/ — Если вы новичок в C++, предлагаю Вам прочитать этот бесплатный учебник. Здесь собрано большое количество статей для начинающих программистов по С++. Условно все статьи разделены на группы, кратко характеризующие их содержание. После прочтения статьи, можно закрепить материал, написав несколько программ. Для проверки своих теоретических знаний можно пройти тестирование по С++. В таблице после теоретических статей идет подраздел практики, в котором вы можете пройти тестирование и написать программы.

▪️ cplusplus.com/doc/tutorial/ — These tutorials explain the C++ language from its basics up to the newest features introduced by C++11. Chapters have a practical orientation, with example programs in all sections to start practicing what is being explained right away.

▪️ devdocs.io/cpp/ — The interface of C++ standard library is defined by the following collection of headers.

▪️ https://www.cpp.com.ru/ — C++ — чрезвычайно мощный язык, содержащий средства создания эффективных программ практически любого назначения, от низкоуровневых утилит и драйверов до сложных программных комплексов самого различного назначения. На данном сайте выложено несколько книг и статей по языкам С и С++, как для начинающих, так и для профессионалов.

▪️ https://en.cppreference.com/w/cpp — ещё одна хорошая документация на английском. Постоянно обновляется.

▪️ https://learnc.info/ — хороший сайт с лекциями по языку C. В качестве базового языка вам предстоит изучать C. Почему именно C, а не Pascal, Python, Ruby или PHP? Этот язык заставляет вас думать обо всём. Когда программируешь на си, начинаешь понимать, что компьютер - просто железяка. Необходимо самостоятельно выделять память под объекты, затем очищать эту память, заботиться о переполнении массивов, переполнении переменных, изменении знака переменных, приведении типов, правильном обращении к памяти и т.д.

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⚡️ Что будет если на электроды, между которыми проскакивает дуга (высокое напряжение) прикрутить мощные неодимовые магниты? Будет ли плазма реагировать? 🧲

Плазма дуги будет очень сильно реагировать на мощные неодимовые магниты. Дуга начнет двигаться, изгибаться и даже вращаться под действием магнитного поля. Плазма электрической дуги — это раскаленный ионизированный газ, состоящий из положительных ионов и отрицательных электронов. Это, по сути, проводник с током.

На любой движущийся заряженный частицы (а электроны в токе как раз движутся) действует сила Лоренца. Ее направление зависит от направления тока и направления магнитного поля (определяется по правилу левой руки).

Что происходит в дуге:

1. Сила, действующая на носители тока: Магнитное поле магнитов действует на движущиеся электроны (основные носители тока в дуге) с определенной силой, перпендикулярной и их движению, и направлению поля.

2. Смещение и растяжение дуги: Поскольку сила Лоренца действует на всю дугу, она начинает "толкать" плазменный шнур. Дуга перестает быть прямой кратчайшей линией между электродами и изгибается, вытягиваясь в сторону, перпендикулярную линиям магнитного поля.

3. Эффект "магнитного дутья": Это классический технический прием для гашения электрической дуги в высоковольтных выключателях. Мощные магниты располагают так, чтобы сила Лоренца растягивала дугу, заставляя ее двигаться вдоль дугогасительной камеры. При движении дуга контактирует с холодными стенками камеры, интенсивно охлаждается, и ее сопротивление растет, пока она не погаснет.

Если прикрепить мощные неодимовые магниты с противоположными полюсами по бокам от дуги, вы увидите следующие эффекты:

▪️ Отклонение дуги: Дуга будет не просто прыгать между электродами, а будет изогнутой, похожей на арку или букву "С".
▪️ Движение дуги: Если расположить магниты особым образом (например, создав поле, перпендикулярное плоскости дуги), можно заставить дугу быстро вращаться вокруг электродов. Это выглядит как яркое, светящееся "огненное колесо".
▪️ Удлинение и охлаждение: Растянутая дуга становится длиннее, что приводит к ее охлаждению. Она может стать более бледной и менее стабильной.
▪️ Ускоренное гашение: Если источник питания не может поддерживать растянутую и охлажденную дугу, она может погаснуть быстрее, чем без магнитов.

⚡️Практическое применение и предостережения:

1. Плазменные резаки и сварочные аппараты: В некоторых современных плазменных резаках используются магнитные системы для стабилизации и вращения плазменной струи. Это повышает качество и равномерность реза.
2. Исследования термоядерного синтеза (Токамак): Это самый масштабный пример. Гигантские сверхпроводящие магниты используются для удержания и стабилизации плазмы, не давая ей коснуться стенок реактора.
3. Высоковольтные выключатели: Как уже упоминалось, для принудительного гашения дуги.

Если вы прикрутите мощные неодимовые магниты к электродам с дугой, вы не просто увидите реакцию плазмы — вы станете свидетелем фундаментального физического явления, которое лежит в основе многих современных технологий. Дуга будет активно изгибаться и двигаться под действием магнитного поля, демонстрируя прямую связь между электричеством и магнетизмом. #электродинамика #магнетизм #физика #опыты #physics #наука #эксперименты

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🥺 Интересный эксперимент с жидким кислородом. На видео видно, что кислородом застревает в магните. Дело в том, что кислород — это парамагнетик. Это ключевое отличие от подавляющего большинства других газов и жидкостей, которые являются диамагнетиками. Молекула кислорода O₂ уникальна. Согласно теории, на её внешних орбиталях находятся два неспаренных электрона. У этих электронов есть магнитный момент (спин) и эти моменты не скомпенсированы парой, как в большинстве других молекул. В отсутствии внешнего поля эти спиновые магнитные моменты ориентированы хаотично, а суммарная намагниченность равна нулю. Но если включить сильное внешнее магнитное поля, то микроскопические моменты (спины) стремятся выстроиться вдоль поля.

В физике действует важный принцип: система стремится в состояние с минимальной энергией. Допустим, энергия магнитного диполя в магнитном поле описывается формулой W = − (μ⋅B). Когда спины выстраиваются «по полю», их энергия становится минимально возможной (самое отрицательное значение). Возникает сила, которая втягивает парамагнетик в область, где магнитное поле сильнее (градиент поля). Жидкий кислород буквально притягивается к магниту. Получается что жидкий кислород удерживается в области самого сильного поля, преодолевая гравитацию.

Сравним это с водой. Вода — диамагнетик. У всех электронов H₂O cпаренные спины. Внешнее магнитное поле индуцирует в ней слабое магнитное поле, направленное против внешнего. В результате энергия взаимодействия становится положительной W = + (μ⋅B), и возникает слабая сила, выталкивающая вещество из области сильного поля. Этот эффект в тысячи раз слабее, чем притяжение парамагнетика. Чтобы заставить воду «левитировать» даже в очень сильном поле, нужны огромные поля, и то она примет форму шара, но не «прилипнет». Но такой опыт тоже есть [левитация лягушки в магнитном поле соленоида].

На видео также слышен звук шипения. Температура кипения жидкого кислорода  -183 °C. Когда его льют сверху на магнит, то он прилипает в зазор в виде мостика и начинает бурное кипение. Магнитное поле влияет на динамику пузырьков. Жидкий кислород — это одна из немногих легкодоступных жидкостей, которая сильно притягивается к магниту, как железные опилки. Именно это притяжение к области с максимальной напряженностью поля и создает эффект «застревания». #physics #science #физика #гидродинамика #магнетизм #химия #электродинамика #опыты #эксперименты

🐸 Живая лягушка левитирует в магнитном поле ~16 Тесла

🧲 Электромагнит Биттера или соленоид Биттера

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🔥 Сварка трением, иначе фрикционная сварка. Несколько патентов на эту тему было ещё в 20е годы в Великобритании, СССР и Веймарской республике. Первое детальное описание и эксперименты по промышленному применению: СССР 1956 год. С начала 60х метод широко внедряется в Европе СССР и США. В дальнейшем были разработано несколько методов фрикционной сварки. Применяется в автомобилестроении и авиации, что свидетельствует о более высокой надёжности, в сравнении с другими методами, в том числе это связано с перемешиванием материалов и отсутствием перегрева, то есть отсутствием шва, а следовательно и его дефектов.

И вот мы, люди 21 века, смотрим на эту семидесятилетнюю технологию, как на чудо ✨

✨ Как сделать сварочный аппарат из карандаша и лезвия

Какой флюс для пайки самый лучший на сегодняшний день?

🪙 Разбираемся в пайке: Советы по соотношению олова и свинца и их влиянию

🔥 10 флюсов для пайки: сравнение, тесты и какой реально стоит использовать мастеру

🔥 Сварка под слоем флюса

✨ Мартенсит

⛓️‍💥 Какие только технологии не применяли в СССР

⚡️ Большие токи в нескольких витках провода вызывают существенное магнитное поле.

💥 Лазерная сварка с разной формой луча

🔥 Spot-сварка

💥 Импульсная аргонодуговая сварка

💥 Электросварка и плавление электрода 💫

#физика #опыты #сопромат #сварка #пайка #видеоуроки #physics #science #эксперименты #наука

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🌪 Однополостный гиперболоид — кривая поверхность держит небоскрёбы

Представьте поверхность, которая одновременно и кривая, и состоит из прямых. Звучит как парадокс, но именно так устроен однополостный гиперболоид — фигура, которая незаслуженно остаётся в тени своих более «раскрученных» родственников вроде сферы или параболоида. Математически всё просто. В декартовых координатах однополостный гиперболоид задаётся уравнением: x²/a² + y²/b² − z²/c² = 1

Выглядит как бесконечная труба, сужающаяся к «талии» и снова расширяющаяся. Если a = b, получается гиперболоид вращения — его можно получить, вращая гиперболу вокруг мнимой оси. Но самое интересное начинается дальше. Через каждую точку однополостного гиперболоида проходят две прямые, целиком лежащие на поверхности. Не одна, а две — и они принадлежат двум разным семействам. Прямые внутри одного семейства между собой не пересекаются, а вот прямые из разных семейств пересекаются всегда. Именно это свойство делает гиперболоид жёсткой конструкцией: если соединить балки шарнирно по образующим, каркас не сложится. Обычная сетка из прямых палочек, а держит форму не хуже сварной рамы.

Гауссова кривизна однополостного гиперболоида всюду отрицательна: K = −1/a². Это значит, что треугольники на его поверхности имеют сумму углов меньше 180° — геометрия Лобачевского в чистом виде. В физике такие поверхности всплывают в теории относительности: однополостный гиперболоид описывает структуру пространства-времени в модели анти-де-Ситтера. А ещё он служит моделью поверхностей Ферми в физике твёрдого тела.

Владимир Шухов первым догадался использовать гиперболоид в строительстве. Его Шаболовская башня в Москве — это 80 прямых стальных профилей, пересекающихся по образующим. Всего Шухов построил более 200 таких башен. А ещё он проектировал гиперболоидные маяки, водонапорные башни и даже опоры ЛЭП.

Форма гиперболоида — у градирен атомных станций (лучший естественный обдув), у аэраторов для воды (струя разбивается о гиперболоидную насадку и насыщается воздухом), у башни «Хан-Шатыр» в Астане и диспетчерской башни аэропорта Барселоны. А ещё существует «кособокий» однополостный гиперболоид — поверхность, у которой каждая образующая пересекает не три, а четыре прямые, и есть линия разрыва, нарушающая непрерывность. Такой вариант в классических учебниках не описан — его открыли только в 2019 году. #математика #опыты #сопромат #физика #геометрия #видеоуроки #physics #science #эксперименты #наука

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🥺 Plasma Vortex in a Magnetic Field ⚡️

Видео демонстрирует классический и очень наглядный физический эксперимент: взаимодействие плазмы (ионизированного газа) с магнитным полем. Используется высоковольтный генератор на основе flyback-трансформатора с ZVS-драйвером (Zero Voltage Switching), который создает плазменный разряд напряжением около 20 000 вольт. Этот разряд сам по себе является электрической дугой, но при приближении к нему мощного кольцевого неодимового магнита форма дуги кардинально меняется, закручиваясь в эффектный «двойной вихрь»

Ключевое физическое явление, объясняющее этот эффект, — сила Лоренца. Плазма состоит из заряженных частиц (ионов и электронов), которые движутся в электрическом поле разряда. Когда на движущийся заряд действует магнитное поле, возникает сила, направленная перпендикулярно как к направлению движения заряда, так и к направлению магнитного поля. Эта сила заставляет частицы отклоняться, что и приводит к закручиванию плазменного шнура в спираль или вихрь. Вместо того чтобы лететь по прямой, частицы начинают отклоняться в сторону, закручиваясь вокруг силовых линий поля. Это коллективное движение и создает видимую структуру вихря.

Плазма — четвертое состояние вещества, ионизированная субстанция, которая составляет более 99% видимой материи во Вселенной. Именно в состоянии плазмы находятся звезды, молнии и полярные сияния. В отличие от нейтрального газа, плазма прекрасно проводит электричество и чутко реагирует на магнитные поля. Образование именно двух закрученных структур — это не просто визуальный эффект. В физике плазмы хорошо известны так называемые «двойные вихри» (double vortex solitons). Теоретическое моделирование показывает, что при определенных условиях взаимодействие плазмы с магнитным полем и собственными волнами приводит к формированию именно таких устойчивых структур. То, что мы видим на видео, — это наглядная иллюстрация сложных нелинейных процессов, изучаемых в современной физике плазмы.

💡  Для получения столь мощного и стабильного разряда используется драйвер на основе ZVS (Zero Voltage Switching). Этот метод позволяет транзисторам переключаться в тот момент, когда напряжение на них падает до нуля. Это резко снижает потери энергии в виде тепла и повышает КПД устройства, позволяя получать высокие напряжения (в данном случае до 20 кВ) из относительно низковольтного источника питания.

🟡 Плазма в магнитном поле ведет себя как диамагнетик — она выталкивает из себя магнитное поле. Если давление плазмы достаточно велико, она может «сжать» поле, создавая область, свободную от него. На границе этого «диамагнитного пузыря» и образуется переходной слой, где магнитное поле резко возрастает, а давление плазмы падает. Эта физика лежит в основе попыток удержания термоядерной плазмы в ловушках, подобных токамакам.

🔻 В плазме, помещенной в магнитное поле, ярко проявляется эффект Холла. Он заключается в том, что при протекании тока в проводнике в присутствии магнитного поля возникает дополнительное электрическое поле, направленное перпендикулярно току и магнитному полю. В плазме этот эффект может быть очень сильным и приводит к асимметрии распределения зарядов, что также влияет на динамику разряда и образование вихревых структур. #physics #science #физика #гидродинамика #магнетизм #химия #электродинамика #опыты #эксперименты

⚡️ Магнитные электроды

💨 Интересный эксперимент с жидким кислородом

🐸 Живая лягушка левитирует в магнитном поле ~16 Тесла

🧲 Электромагнит Биттера или соленоид Биттера

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🌈 Наглядно об изменении цвета предметов при погружении на глубину — обратите внимание на красный цвет, который пропадает быстрее всех. Опыт показывает, что глубоководным рыбам выгодно иметь красную окраску, ведь так они будут казаться менее заметными для хищников и добычи. Удивительная адаптация и естественный камуфляж. По той же причине самые глубоководные водоросли выглядят красными: они не приспособлены поглощать красный свет, которого на глубине вовсе нет.
Красный цвет имеет максимальную длину волны из видимого спектра и, следовательно, несёт наименьшее количество энергии. По мере увеличения глубины поглощаются красные, оранжевые, затем жёлтые, а иногда и зелёные волны, поэтому оставшийся видимый свет состоит из синего и фиолетового цветов с более короткой длиной волны. Вот почему океан на подводных съёмках мы видим в оттенках синего. А на глубину порядка двухсот метров (конкретика сильно зависит от условий) уже не проникает никакой видимый свет.

Вода представляет собой синий светофильтр, тем более густой, чем толще слой воды. Все краски с увеличением глубины меняются. Так, например, красный цвет на глубине около 5 м становится бордовым, затем с погружением постепенно превращается в коричневый, а за пределами 12 м красные цвета все более превращаются в темно-зеленые. На глубине 20-30 м все цвета сизо-серые, они однотонны и тусклы.

Чем короче длина волны у света, тем энергичнее фотоны, и наоборот. Отличным примером служит рентгеновское излучение. Оно находится вне видимо спектра, так как длина его волны чрезвычайно мала, что и позволяет фотонами проходить насквозь некоторые предметы. Аналогично, чем больше длина волны, тем меньшей способностью к сквозному прохождению сквозь предметы обладают фотоны. Как уже упоминалось выше, у красного света самая большая длина волны из видимого спектра, поэтому красный свет поглощается лучше остальных. Другими словами, красный свет просто рассеивается в воде.

Если красный предмет постепенно погружать под воду, его цвет будет меняться: на небольшой глубине это незаметно; приблизительно на глубине 5 метров предмет станет бордовым; затем с увеличением глубины он сперва начнет казаться коричневым, потом зелёным, а на глубине около 30 метров станет чёрным. Это связано с тем, что цвет какого-либо тела определяется цветом, отражаемым этим телом. Например, красный предмет поглощает все цвета, кроме красного. Чем глубже погружается предмет, тем меньше света на него падает и тем меньше он отражает; а значит, на большой глубине, любой цвет будет казаться чёрным. #оптика #физика #science #physics #волны #квантовая_физика #опыты #эксперименты #видеоуроки #научные_фильмы

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib