В истории физики есть эксперименты, которые меняют всё. Опыт Кавендиша 1797–1798 годов — не просто дата в учебнике. Это первое в истории измерение гравитации в «лабораторных» масштабах. Вопреки распространенному заблуждению, Кавендиш не измерял гравитационную постоянную G. Этой концепции тогда просто не существовало (она вошла в обиход лишь спустя 75 лет, в 1873 году)
Задача: определить среднюю плотность Земли.
Метод: Кавендиш пересобрал крутильные весы, изобретенные геологом Джоном Мичеллом, который умер, не завершив работу. Установка представляла собой коромысло с двумя маленькими свинцовыми сферами (по 0,73 кг), подвешенное на тонкой проволоке. К ним снаружи подводили две массивные сферы (по 158 кг).
Измеряя угол закручивания нити (всего 0,03–0,16 дюйма!), он рассчитал силу притяжения между гирями. Сравнив её с силой тяжести Земли, действующей на те же шары, он получил, что Земля в 5,48 раза плотнее воды. Это дало массу Земли — 6 секстиллионов тонн.
📜 3 малоизвестных факта о гравитации, связанных с этим опытом:
▪️ 1. Преемственность гения
Кавендиш не строил прибор с нуля. Установку спроектировал преподобный Джон Мичелл за 15 лет до опыта. После смерти Мичелла инструмент попал к Кавендишу, и тот не просто повторил задумку — он модернизировал её, сделав управление шарами дистанционным (из соседней комнаты). Любое тепло от тела экспериментатора или сквозняк создавали помехи, превышающие гравитационный сигнал.
▪️ 2. Арифметическая ошибка в оригинале
В знаменитой статье Кавендиша 1798 года в Philosophical Transactions указана итоговая цифра 5,48 г/см³. Однако из-за ошибки в расчётах (обнаруженной Фрэнсисом Бейли в 1821 году) в его выводах значилось 5,50. Реальный результат, который лежал в черновиках, был всего на 1,4% ниже современного эталона (5,515 г/см³). Для конца XVIII века — фантастическая точность.
▪️ 3. Гравитация «не знает» состава тел
Опыт Кавендиша доказал, что закон Ньютона работает не только для планет, но и для пары свинцовых шаров. Спустя 200 лет, в 1999 году, группа Стивена Чу (Нобелевский лауреат) подтвердила этот принцип с точностью до 7 частей на миллиард, используя атомную интерферометрию. Гравитация действует на атом цезия и на килограммовую гирю абсолютно одинаково, несмотря на квантовую природу первых и классическую — вторых. Это прямое доказательство принципа эквивалентности, которое «добило» сомнения в результатах более ранних нейтронных экспериментов.
Кавендиш превратил гравитацию из абстрактной силы, управляющей планетами, в величину, доступную для прямого измерения. Без его весов не было бы ни современных уточнений G, ни понимания того, как эволюционируют галактики.
#гравитация #физика #механика #наука #science #physics #космология #астрономия
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥45👍31❤24⚡2❤🔥1
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
📻 «Окопное радио» ⚡️ (также известное как «foxhole radio») — самодельный радиоприёмник, который использовали солдаты во время Второй мировой войны для прослушивания местных радиостанций.
Конструкция: в качестве детектора радиоволн применялось лезвие безопасной бритвы, которое действовало как кристалл, а проволокой, английской булавкой или грифелем графитового карандаша служили «кошачьими усами». Окопные рации состояли из проволочной антенны, катушки из проволоки, служившей индуктором, наушников и некоего подобия самодельного диодного детектора для восстановления выпрямления сигнала. Детекторы состояли из электрического контакта между двумя разными проводниками с полупроводниковой плёнкой коррозии между ними. Их делали из различных подручных материалов. Один из распространённых типов состоял из окисленного лезвия бритвы (ржавого или обгоревшего), к которому булавкой прижимался грифель карандаша. Оксидный слой на лезвии и точечный контакт грифеля карандаша образуют полупроводниковый диод Шоттки и пропускают ток только в одном направлении. Только определённые участки лезвия работали как диоды, поэтому солдат водил грифелем карандаша по поверхности, пока в наушниках не начинала звучать радиостанция. Другой конструкцией детектора был угольный стержень батарейки, лежавший на краях двух вертикальных бритвенных лезвий, по образцу «микрофонного» детектора 1879 года Дэвида Эдварда Хьюза.
Принцип работы: оксидный слой на лезвии и точечный контакт грифеля карандаша образуют полупроводниковый диод Шоттки и пропускают ток только в одном направлении. Только определённые участки лезвия действовали как диоды, поэтому солдат водил карандашным грифелем по поверхности до тех пор, пока в наушниках не зазвучит радиостанция.
Особенности: приёмник не имел источника питания и питался от энергии, получаемой от радиостанции.
История: одна из первых газетных статей об окопном радиоприёмнике была опубликована в «Нью-Йорк Таймс» 29 апреля 1944 года. Этот радиоприёмник был собран рядовым Элдоном Фелпсом из Энида, штат Оклахома, который позже утверждал, что именно он изобрёл эту конструкцию. Он был довольно примитивным: лезвие бритвы, воткнутое в кусок дерева, служило детектором, а конец антенного провода — кошачьим усом. Ему удавалось принимать передачи из Рима и Неаполя. #физика #опыты #эксперименты #наука #science #physics #электродинамика #магнетизм #видеоуроки #схемотехника #радиофизика
⚡️ Физические основы радиопередачи [1989] Киностудия Леннаучфильм
📗 Первая книга радиолюбителя [1961] Костыков Ю. В., Ермолаев Л. Н.
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Конструкция: в качестве детектора радиоволн применялось лезвие безопасной бритвы, которое действовало как кристалл, а проволокой, английской булавкой или грифелем графитового карандаша служили «кошачьими усами». Окопные рации состояли из проволочной антенны, катушки из проволоки, служившей индуктором, наушников и некоего подобия самодельного диодного детектора для восстановления выпрямления сигнала. Детекторы состояли из электрического контакта между двумя разными проводниками с полупроводниковой плёнкой коррозии между ними. Их делали из различных подручных материалов. Один из распространённых типов состоял из окисленного лезвия бритвы (ржавого или обгоревшего), к которому булавкой прижимался грифель карандаша. Оксидный слой на лезвии и точечный контакт грифеля карандаша образуют полупроводниковый диод Шоттки и пропускают ток только в одном направлении. Только определённые участки лезвия работали как диоды, поэтому солдат водил грифелем карандаша по поверхности, пока в наушниках не начинала звучать радиостанция. Другой конструкцией детектора был угольный стержень батарейки, лежавший на краях двух вертикальных бритвенных лезвий, по образцу «микрофонного» детектора 1879 года Дэвида Эдварда Хьюза.
Принцип работы: оксидный слой на лезвии и точечный контакт грифеля карандаша образуют полупроводниковый диод Шоттки и пропускают ток только в одном направлении. Только определённые участки лезвия действовали как диоды, поэтому солдат водил карандашным грифелем по поверхности до тех пор, пока в наушниках не зазвучит радиостанция.
Особенности: приёмник не имел источника питания и питался от энергии, получаемой от радиостанции.
История: одна из первых газетных статей об окопном радиоприёмнике была опубликована в «Нью-Йорк Таймс» 29 апреля 1944 года. Этот радиоприёмник был собран рядовым Элдоном Фелпсом из Энида, штат Оклахома, который позже утверждал, что именно он изобрёл эту конструкцию. Он был довольно примитивным: лезвие бритвы, воткнутое в кусок дерева, служило детектором, а конец антенного провода — кошачьим усом. Ему удавалось принимать передачи из Рима и Неаполя. #физика #опыты #эксперименты #наука #science #physics #электродинамика #магнетизм #видеоуроки #схемотехника #радиофизика
📗 Первая книга радиолюбителя [1961] Костыков Ю. В., Ермолаев Л. Н.
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥74👍24❤20⚡6🗿5😭4
📚 Гравитация [3 тома] Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж
💾 Скачать книги
Монография выдающихся американских физиков посвящена изложению физических основ, современного математического аппарата и важнейших достижений теории тяготения Эйнштейна. Также один из авторов работал над фильмом "Интерстеллар".
Рекомендуем всем! Поделись с другом-инженером хорошими книгами.
Издатель: У. Х. Фримен. Издательство Принстонского университета.
Книга по-прежнему пользуется авторитетом в физическом сообществе и получает в основном положительные отзывы, но некоторые критикуют её за объём и стиль изложения.
#гравитация #физика #механика #наука #science #physics #космология #астрономия
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
💾 Скачать книги
Монография выдающихся американских физиков посвящена изложению физических основ, современного математического аппарата и важнейших достижений теории тяготения Эйнштейна. Также один из авторов работал над фильмом "Интерстеллар".
Рекомендуем всем! Поделись с другом-инженером хорошими книгами.
Издатель: У. Х. Фримен. Издательство Принстонского университета.
Книга по-прежнему пользуется авторитетом в физическом сообществе и получает в основном положительные отзывы, но некоторые критикуют её за объём и стиль изложения.
«Гравитация» — настолько выдающаяся книга по теории относительности, что инициалы её авторов — М. Т. В. — могут использоваться в других книгах по теории относительности без каких-либо пояснений.
Спустя более тридцати лет после публикации «Гравитация» по-прежнему остаётся наиболее полным трактатом по общей теории относительности. На его 1300 страницах можно найти авторитетное и исчерпывающее обсуждение практически любой темы, связанной с этой областью. В книге также содержится обширная библиография со ссылками на первоисточники. Написанная тремя выдающимися учёными XX века, она задала тон многим последующим текстам по этой теме, в том числе и этому. — Джеймс Хартл
Книга, которая стала источником знаний как минимум для двух поколений исследователей в области гравитационной физики. Эта всеобъемлющая и энциклопедическая книга написана своеобразным языком, который вам либо понравится, либо нет. — Шон М. Кэрролл
#гравитация #физика #механика #наука #science #physics #космология #астрономия
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
2👍31❤19🔥10🤷♂1⚡1🤩1
📚_Гравитация_3_тома_Мизнер_Ч_,_Торн_К_,_Уилер_Дж.zip
25.1 MB
📚 Гравитация [3 тома] Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж
«Гравитация» — учебник по общей теории относительности Альберта Эйнштейна, написанный Чарльзом У. Мизнером, Кипом С. Торном и Джоном Арчибальдом Уилером. Первоначально он был опубликован издательством W. H. Freeman and Company в 1973 году и переиздан издательством Princeton University Press в 2017 году. Его часто сокращённо называют MTW (по фамилиям авторов). Несмотря на то, что этот учебник нельзя назвать лучшим вводным пособием, поскольку его объём может ошеломить новичка, и несмотря на то, что некоторые его части уже устарели, по состоянию на 1998 год он оставался ценным источником информации для аспирантов и исследователей.
После краткого обзора специальной теории относительности и плоского пространства-времени мы переходим к физике искривлённого пространства-времени и рассматриваем многие аспекты общей теории относительности, в частности уравнения поля Эйнштейна и их следствия, экспериментальные подтверждения и альтернативы общей теории относительности. В книгу включены исторические фрагменты, в которых кратко изложены идеи, приведшие к созданию теории Эйнштейна. В заключение автор задаётся вопросом о природе пространства-времени и предлагает возможные направления исследований. Несмотря на подробное изложение линеаризованной гравитации, одна тема осталась за рамками — гравитоэлектромагнетизм. Упоминается квантовая механика, но квантовая теория поля в искривлённом пространстве-времени и квантовая гравитация не рассматриваются.
Рассматриваемые темы в целом разделены на два «направления»: первое содержит основные темы, а второе — более сложные. Первое направление можно изучать независимо от второго. Основной текст дополнен блоками с дополнительной информацией, которые можно пропустить без потери целостности восприятия. Для комментирования основного текста также используются примечания на полях.
Математика, в первую очередь тензорное исчисление и дифференциальные формы в искривлённом пространстве-времени, рассматривается по мере необходимости. Ближе к концу книги также приводится вводная глава о спинорах. В книге есть множество иллюстраций сложных математических идей, таких как альтернативные полилинейные формы, параллельный перенос и ориентация гиперкуба в пространстве-времени. Для практики читателю предлагаются математические упражнения и физические задачи. #гравитация #физика #механика #наука #science #physics #космология #астрономия
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
«Гравитация» — учебник по общей теории относительности Альберта Эйнштейна, написанный Чарльзом У. Мизнером, Кипом С. Торном и Джоном Арчибальдом Уилером. Первоначально он был опубликован издательством W. H. Freeman and Company в 1973 году и переиздан издательством Princeton University Press в 2017 году. Его часто сокращённо называют MTW (по фамилиям авторов). Несмотря на то, что этот учебник нельзя назвать лучшим вводным пособием, поскольку его объём может ошеломить новичка, и несмотря на то, что некоторые его части уже устарели, по состоянию на 1998 год он оставался ценным источником информации для аспирантов и исследователей.
После краткого обзора специальной теории относительности и плоского пространства-времени мы переходим к физике искривлённого пространства-времени и рассматриваем многие аспекты общей теории относительности, в частности уравнения поля Эйнштейна и их следствия, экспериментальные подтверждения и альтернативы общей теории относительности. В книгу включены исторические фрагменты, в которых кратко изложены идеи, приведшие к созданию теории Эйнштейна. В заключение автор задаётся вопросом о природе пространства-времени и предлагает возможные направления исследований. Несмотря на подробное изложение линеаризованной гравитации, одна тема осталась за рамками — гравитоэлектромагнетизм. Упоминается квантовая механика, но квантовая теория поля в искривлённом пространстве-времени и квантовая гравитация не рассматриваются.
Рассматриваемые темы в целом разделены на два «направления»: первое содержит основные темы, а второе — более сложные. Первое направление можно изучать независимо от второго. Основной текст дополнен блоками с дополнительной информацией, которые можно пропустить без потери целостности восприятия. Для комментирования основного текста также используются примечания на полях.
Математика, в первую очередь тензорное исчисление и дифференциальные формы в искривлённом пространстве-времени, рассматривается по мере необходимости. Ближе к концу книги также приводится вводная глава о спинорах. В книге есть множество иллюстраций сложных математических идей, таких как альтернативные полилинейные формы, параллельный перенос и ориентация гиперкуба в пространстве-времени. Для практики читателю предлагаются математические упражнения и физические задачи. #гравитация #физика #механика #наука #science #physics #космология #астрономия
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
👍48🔥31❤14🤩2🤝2🤯1😍1
Сегодня разберем одну безумную, на первый взгляд, идею, которая на деле — чистый закон сохранения энергии.
Представьте: у вас есть две емкости. В первой — соленая вода и два электрода (те самые угольные стержни от солевых батареек), к которым подключен источник тока. Идет электролиз: на катоде бурно выделяется газообразный водород (H₂), на аноде — кислород (O₂).
Мы аккуратно собираем этот гремучий газ (особенно важен именно водород) и направляем его во вторую емкость — простейшую камеру сгорания. К ней присоединена ствол-трубка, в которую вложен «заряд» — например, легкая ягода или арахис в скорлупе. В камере встроен пьезоэлемент от зажигалки.
Дальше — дело техники: нажимаем на пьезоэлемент → проскакивает искра → происходит моментальное сгорание водорода по реакции:
2H₂ + O₂ → 2H₂O + ОГРОМНАЯ энергия Q.Подробнее о том что происходит в видео.
#физика #эксперимент #наука #химия #водород #электролиз #оружие #безопасность #гидроген #образование
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
YouTube
Гидрогеновая пушка: как сделать импульсный ускоритель из батареек, воды и искры? #физика #physics
Привет, экспериментаторы и любители нестандартной физики! 👨🔬 Сегодня разберем одну безумную, на первый взгляд, идею, которая на деле — чистый закон сохране...
👍41🔥21❤11⚡6
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
[Гервидс Валериан Иванович — доцент кафедры общей физики МИФИ, кандидат физико-математических наук.]
Вы когда-нибудь замечали, что если быстро покрутить один предмет, рядом стоящий легкий объект может тоже прийти в движение? Это вязкость газов. В видео классический опыт с двумя дисками.
Суть эксперимента: два легких диска (например, бумажных или картонных) подвешены на одной оси на минимальном расстоянии друг от друга. Один диск (нижний) мы раскручиваем, второй (верхний) — просто висит неподвижно.
Проходит время, и верхний диск... начинает вращаться. Медленно, вслед за нижним. Расположение дисков не влияет.
Физика процесса: главный двигатель здесь — вязкость (внутреннее трение) газа.
▪️ 1. Слои газа. Воздух не является абсолютно «жидким». Он состоит из молекул. Когда нижний диск вращается, он увлекает за собой прилегающий к нему слой воздуха (молекулы «прилипают» к поверхности, это условие называется «прилипание»).
▪️ 2. Передача импульса. Вращающийся слой воздуха начинает сталкиваться с вышележащим, неподвижным слоем. Быстрые молекулы передают часть своего импульса медленным соседям.
▪️ 3. Эстафета. Этот процесс повторяется от слоя к слою. Импульс передается вверх, словно по цепочке.
▪️ 4. Верхний диск. Когда возбуждение доходит до верхнего диска, поток воздуха начинает толкать его. Диск раскручивается.
Воздух сопротивляется сдвигу слоев. Именно это сопротивление и называется вязкостью. Если бы воздух был «идеальной» жидкостью (невязкой), верхний диск никогда бы не сдвинулся с места.
▫️ Центробежная сила здесь ни при чем. Работает перенос количества движения от слоя к слою (молекулярная диффузия импульса).
▫️ Закон Бернулли здесь тоже не играет роли. Это чистое внутреннее трение.
Вязкость газов мала (по сравнению с маслом или медом), но она есть. Именно благодаря ей ветер колышет листья, а мы можем размешивать сахар в чае — жидкий слой передает движение дальше. #physics #science #физика #гидродинамика #аэродинамика #вихри #тор #математика #техника #историянауки
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍32🔥15❤11🤩5❤🔥3
📚 Подборка книг по Астрономии, Астрофизике, Космосу
💾 Скачать книги
Астрофизика — раздел астрономии, использующий принципы физики и химии, который изучает физические процессы в астрономических объектах, таких как звёзды, галактики, экзопланеты и т. д. Физические свойства материи в самых больших масштабах и возникновение Вселенной изучает космология.
Астрофизика — учение о строении небесных тел. Астрофизика занимается изучением физических свойств и (наряду с космохимией) химического состава Солнца, планет, комет или звёзд и туманностей. Главные экспериментальные методы астрофизики: спектральный анализ, фотография и фотометрия вместе с обыкновенными астрономическими наблюдениями. Спектроскопический анализ составляет область, которую принято называть астрохимией или химией небесных тел, так как главные указания, даваемые спектроскопом, касаются химического состава изучаемых астрономических объектов. Фотометрические и фотографические исследования выделяются иногда в особые области астрофотографии и астрофотометрии. Само название астрофизики существует с 1865 года и предложено Цёлльнером. #физика #астрономия #оптика #космос #космология #cosmos #Astronomy #physics #science #подборка_книг
☕️ Для тех, кто захочет задонать на кофе:
ВТБ:
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
💾 Скачать книги
Астрофизика — раздел астрономии, использующий принципы физики и химии, который изучает физические процессы в астрономических объектах, таких как звёзды, галактики, экзопланеты и т. д. Физические свойства материи в самых больших масштабах и возникновение Вселенной изучает космология.
Астрофизика — учение о строении небесных тел. Астрофизика занимается изучением физических свойств и (наряду с космохимией) химического состава Солнца, планет, комет или звёзд и туманностей. Главные экспериментальные методы астрофизики: спектральный анализ, фотография и фотометрия вместе с обыкновенными астрономическими наблюдениями. Спектроскопический анализ составляет область, которую принято называть астрохимией или химией небесных тел, так как главные указания, даваемые спектроскопом, касаются химического состава изучаемых астрономических объектов. Фотометрические и фотографические исследования выделяются иногда в особые области астрофотографии и астрофотометрии. Само название астрофизики существует с 1865 года и предложено Цёлльнером. #физика #астрономия #оптика #космос #космология #cosmos #Astronomy #physics #science #подборка_книг
☕️ Для тех, кто захочет задонать на кофе:
ВТБ:
+79616572047 (СБП) 💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
👍32❤12🔥6💯3😍2
📚_Подборка_книг_по_Астрономии,_Астрофизике,_Космосу.zip
650.5 MB
📚 Подборка книг по Астрономии, Астрофизике, Космосу
📔 Черные дыры, белые карлики и нейтронные звезды (в двух частях) [1985] Шапиро С., Тьюколски С
📕 Нейтронные звезды и пульсары [1973] Дайсон Ф., Тер Хаар Д.
📗 Астрофизика нейтронных звезд [1987] Липунов Владимир Михайлович
📘 Небо и телескоп [2019] Сурдин В.Г.
📙 Галактики [2013-2019] Сурдин В.Г.
📓 Релятивистская астрофизика и физическая космология [2011] Бисноватый-Коган Г.С.
📒 Теоретическая астрофизика [1952] Амбарцумян В.А.
📕Нейтринная астрофизика [1993] Бакал Дж.
📗 Книга для чтения по астрономии. Астрофизика [1988] Дагаев М.М., Чаругин В.М.
📘 Солнечная система [2017] Сурдин В.Г.
📙 Звёзды [2009] Сурдин В.Г.
Теоретическая астрофизика есть наука, которая изучает и объясняет физические явления, происходящие в небесных телах, на основе законов физики. При этом теоретическая астрофизика широко пользуется математическим аппаратом, который, однако, играет только вспомогательную роль.
Теоретическая астрофизика является молодой и весьма быстро развивающейся наукой. Но её успехи уже сейчас имеют большое значение для всех отраслей астрономии и для многих отраслей физики.
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
📔 Черные дыры, белые карлики и нейтронные звезды (в двух частях) [1985] Шапиро С., Тьюколски С
📕 Нейтронные звезды и пульсары [1973] Дайсон Ф., Тер Хаар Д.
📗 Астрофизика нейтронных звезд [1987] Липунов Владимир Михайлович
📘 Небо и телескоп [2019] Сурдин В.Г.
📙 Галактики [2013-2019] Сурдин В.Г.
📓 Релятивистская астрофизика и физическая космология [2011] Бисноватый-Коган Г.С.
📒 Теоретическая астрофизика [1952] Амбарцумян В.А.
📕Нейтринная астрофизика [1993] Бакал Дж.
📗 Книга для чтения по астрономии. Астрофизика [1988] Дагаев М.М., Чаругин В.М.
📘 Солнечная система [2017] Сурдин В.Г.
📙 Звёзды [2009] Сурдин В.Г.
Теоретическая астрофизика есть наука, которая изучает и объясняет физические явления, происходящие в небесных телах, на основе законов физики. При этом теоретическая астрофизика широко пользуется математическим аппаратом, который, однако, играет только вспомогательную роль.
Теоретическая астрофизика является молодой и весьма быстро развивающейся наукой. Но её успехи уже сейчас имеют большое значение для всех отраслей астрономии и для многих отраслей физики.
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
7👍51❤26🔥12🤩5💯2🤝1🗿1
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
🦾 Связь сингулярности с самым маленьким промышленным роботом-манипулятором ⚙️
Хотя робот размером примерно с человеческую руку, его эффективное декартово рабочее пространство удивительно велико. В этом видео показано, как специальный алгоритм управления сингулярностями позволяет манипулятору плавно преодолевать кинематические сингулярности, в полной мере используя преимущества своего рабочего пространства, сохраняя при этом точное управление и динамическую стабильность.
Робот создан специально для автоматизации высокого уровня в микроэлектронике, полупроводниках, фотонике, медицинских приборах, передовых лабораторных процессах и аналогичных областях, где решающее значение имеют точность на микронном уровне и чрезвычайно малые габариты.
👨🏻💻 Алгоритм обработки сингулярностей (singularity-handling algorithm) в робототехнике — это метод управления манипулятором, который учитывает сингулярные конфигурации, при которых матрица Якоби теряет ранг, что приводит к потере управляемости. Цель — минимизировать влияние сингулярностей, например, избежать непредсказуемых движений, потери контроля или повреждения системы.
Сингулярность возникает, когда две или более оси манипулятора становятся выровненными, что приводит к потере одной или более степеней свободы. Некоторые типы сингулярностей:
1. Сингулярности запястья — когда две оси в запястье робота становятся выровненными, что теряет одну степень свободы.
2. Сингулярности локтя — возникают, когда рука робота полностью вытянута, из-за чего запястье лежит в той же плоскости, что и второй и третий сочленения.
3. Сингулярности плеча — возникают, когда запястье робота выравнивается с основанием, что заставляет первые и четвёртые сочленения пытаться повернуть на 180 градусов на лету.
💠 Алгоритмы обработки сингулярностей могут включать:
▪️ Выявление сингулярных конфигураций. Например, анализ детерминанта матрицы Якоби — если он равен нулю, матрица сингулярна.
▪️ Корректировку конфигурации при обнаружении сингулярности. Например, для граничных сингулярностей алгоритм изменяет вход управления, чтобы вернуть манипулятор из сингулярной прямой позы. Для внутренних сингулярностей алгоритм управляет манипулятором с помощью движения в нулевом пространстве.
▪️ Минимизацию резких движений на границах сингулярных регионов. Например, для некоторых типов сингулярностей в управление в нулевом пространстве интегрируют контроль демпфирования, чтобы минимизировать резкие движения.
Некоторые примеры реализации алгоритма в робототехнике:
▫️ Алгоритм на основе контроля в оперативном пространстве для антропоморфных манипуляторов с шестью степенями свободы. Для граничных сингулярностей алгоритм модифицирует вход управления, для внутренних — управляет манипулятором с помощью движения в нулевом пространстве.
▫️ Метод на основе виртуальных избыточных сочленений для манипулятора PUMA 560. В матрицу Якоби вводят виртуальные избыточные сочленения, чтобы поддерживать ранг матрицы при возникновении сингулярности.
▫️ Метод отслеживания траектории с учётом сингулярных положений на основе генетических алгоритмов. Позволяет минимизировать ошибки и эффективно избегать критических состояний за счёт глобальной оптимизации управляющих параметров.
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Хотя робот размером примерно с человеческую руку, его эффективное декартово рабочее пространство удивительно велико. В этом видео показано, как специальный алгоритм управления сингулярностями позволяет манипулятору плавно преодолевать кинематические сингулярности, в полной мере используя преимущества своего рабочего пространства, сохраняя при этом точное управление и динамическую стабильность.
Робот создан специально для автоматизации высокого уровня в микроэлектронике, полупроводниках, фотонике, медицинских приборах, передовых лабораторных процессах и аналогичных областях, где решающее значение имеют точность на микронном уровне и чрезвычайно малые габариты.
👨🏻💻 Алгоритм обработки сингулярностей (singularity-handling algorithm) в робототехнике — это метод управления манипулятором, который учитывает сингулярные конфигурации, при которых матрица Якоби теряет ранг, что приводит к потере управляемости. Цель — минимизировать влияние сингулярностей, например, избежать непредсказуемых движений, потери контроля или повреждения системы.
Сингулярность возникает, когда две или более оси манипулятора становятся выровненными, что приводит к потере одной или более степеней свободы. Некоторые типы сингулярностей:
1. Сингулярности запястья — когда две оси в запястье робота становятся выровненными, что теряет одну степень свободы.
2. Сингулярности локтя — возникают, когда рука робота полностью вытянута, из-за чего запястье лежит в той же плоскости, что и второй и третий сочленения.
3. Сингулярности плеча — возникают, когда запястье робота выравнивается с основанием, что заставляет первые и четвёртые сочленения пытаться повернуть на 180 градусов на лету.
▪️ Выявление сингулярных конфигураций. Например, анализ детерминанта матрицы Якоби — если он равен нулю, матрица сингулярна.
▪️ Корректировку конфигурации при обнаружении сингулярности. Например, для граничных сингулярностей алгоритм изменяет вход управления, чтобы вернуть манипулятор из сингулярной прямой позы. Для внутренних сингулярностей алгоритм управляет манипулятором с помощью движения в нулевом пространстве.
▪️ Минимизацию резких движений на границах сингулярных регионов. Например, для некоторых типов сингулярностей в управление в нулевом пространстве интегрируют контроль демпфирования, чтобы минимизировать резкие движения.
Некоторые примеры реализации алгоритма в робототехнике:
▫️ Алгоритм на основе контроля в оперативном пространстве для антропоморфных манипуляторов с шестью степенями свободы. Для граничных сингулярностей алгоритм модифицирует вход управления, для внутренних — управляет манипулятором с помощью движения в нулевом пространстве.
▫️ Метод на основе виртуальных избыточных сочленений для манипулятора PUMA 560. В матрицу Якоби вводят виртуальные избыточные сочленения, чтобы поддерживать ранг матрицы при возникновении сингулярности.
▫️ Метод отслеживания траектории с учётом сингулярных положений на основе генетических алгоритмов. Позволяет минимизировать ошибки и эффективно избегать критических состояний за счёт глобальной оптимизации управляющих параметров.
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍100❤40🔥23🤯11🤝3👏1
🚀Сборная России представит страну на Международной космической олимпиаде в Пекине
Международная инженерно-космическая олимпиада Global Future Space Scholars Meet (GFSSM) для школьников пройдет в Пекине 13-17 августа в девятый раз. Это одна из крупнейших мировых олимпиад. Наша сборная впервые представит страну и встретится с командами из более чем 15 стран, включая США, Китай и Великобританию.
За отбор и подготовку национальной сборной отвечает Центральный университет, который стал единственной российской аккредитованной площадкой, в партнерстве с Роскосмосом и Т-Технологиями (Т-Банк).
▪️Главной темой девятого сезона GFSSM станет «Demeter 2095: космическая станция по добыче ресурсов в глубоком космосе (Deep Space Resource Hub)».
▪️На финальном этапе школьникам предстоит объединиться в международные команды, чтобы за 24 часа разработать проект крупного промышленного космического города в поясе астероидов.
▪️Жюри олимпиады оценит инженерную и научную логику проекта, реалистичность решений, навыки командной работы, а также защиту проекта и ответы на вопросы.
Отбор открыт до 26 февраля. Принять участие могут школьники с 14 лет с опытом участия в олимпиадах, соревнованиях и проектных программах в области технологий, инженерии и космической тематики. #physics #физика #задачи #наука #образование #science #космос #олимпиады
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Международная инженерно-космическая олимпиада Global Future Space Scholars Meet (GFSSM) для школьников пройдет в Пекине 13-17 августа в девятый раз. Это одна из крупнейших мировых олимпиад. Наша сборная впервые представит страну и встретится с командами из более чем 15 стран, включая США, Китай и Великобританию.
За отбор и подготовку национальной сборной отвечает Центральный университет, который стал единственной российской аккредитованной площадкой, в партнерстве с Роскосмосом и Т-Технологиями (Т-Банк).
▪️Главной темой девятого сезона GFSSM станет «Demeter 2095: космическая станция по добыче ресурсов в глубоком космосе (Deep Space Resource Hub)».
▪️На финальном этапе школьникам предстоит объединиться в международные команды, чтобы за 24 часа разработать проект крупного промышленного космического города в поясе астероидов.
▪️Жюри олимпиады оценит инженерную и научную логику проекта, реалистичность решений, навыки командной работы, а также защиту проекта и ответы на вопросы.
«В этом году нам предстоит подготовить школьников для выполнения сложнейших заданий от ведущих космических организаций. Национальная сборная должна продемонстрировать не только технические решения, но и бизнес-ориентированность и жизнеспособность своих проектов. Мы уверены, что совместная работа с экспертами Т-Технологий и Роскосмоса позволит команде школьников с достоинством представить Россию в мировом космическом сообществе», — комментирует ректор Центрального университета Евгений Ивашкевич.
Отбор открыт до 26 февраля. Принять участие могут школьники с 14 лет с опытом участия в олимпиадах, соревнованиях и проектных программах в области технологий, инженерии и космической тематики. #physics #физика #задачи #наука #образование #science #космос #олимпиады
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🔥50👍19❤13🤔6😍3🤩2👨💻2🤷♂1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Задумывались ли вы, как «увидеть» невидимое? Электрическое поле окружает нас повсюду, от розетки до экрана смартфона. Давайте разберемся, как смоделировать его для точечных зарядов и сложных поверхностей и получить эти завораживающие картинки силовых линий и эквипотенциалей.
1. Фундамент: Главные Уравнения
▪️ Закон Кулона для точечного заряда:
F = k * (q₁ * q₂) / r² . Но для поля удобнее работать с напряженностью E = F / q.▪️ Принцип суперпозиции: Поле системы зарядов — это просто векторная сумма полей от каждого заряда в отдельности. Это наше главное оружие в моделировании.
2. Силовые Линии и Эквипотенциали
Поле можно описывать по-разному, и это ключ к красивой визуализации.
▪️Силовые линии (Графическое отображение напряженности E):
— Воображаемые линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с вектором E.
— Свойства: Начинаются на «+» зарядах, заканчиваются на «-» или уходят в бесконечность. Никогда не пересекаются!
— Густота линий пропорциональна величине напряженности.
▪️Эквипотенциальные поверхности (Графическое отображение потенциала φ):
— Что это? Поверхности, где потенциал постоянен (φ = const).
— Свойства: Всегда перпендикулярны силовым линиям. Работа по перемещению заряда вдоль такой поверхности равна нулю.
3. Как Строить Уравнения?
Для точечного заряда q в точке (x₀, y₀):
— Потенциал: φ(x, y) = k * q / sqrt( (x - x₀)² + (y - y₀)² )
— Вектор напряженности E: Eₓ = -∂φ/∂x, Eᵧ = -∂φ/∂y (это просто частные производные, градиент со знаком минус).
А как получить уравнение силовой линии? Это уже сложнее. Силовая линия — это кривая, которая в каждой точке направлена вдоль E. Математически это решается через дифференциальное уравнение:
dx / Eₓ(x, y) = dy / Eᵧ(x, y). Решая его (часто численно!), мы получаем траектории для наших визуализаций.4. Инструменты для Моделирования и Визуализации
▪️Python — король научной визуализации: Библиотеки: matplotlib, numpy, scipy.
▪️Как: Задаете сетку точек (x, y), для каждой считаете Eₓ и Eᵧ (суммируя вклады от всех зарядов). Затем:
— Для силовых линий: используйте matplotlib.streamplot
— Для эквипотенциалей: matplotlib.contour или contourf для потенциала φ.
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# Создаем сетку
x = np.linspace(-2, 2, 100)
y = np.linspace(-2, 2, 100)
X, Y = np.meshgrid(x, y)
# Задаем заряды (q, x, y)
charges = [(1, -0.5, 0), (-1, 0.5, 0)]
# Вычисляем полные Eₓ и Eᵧ на сетке
Ex = np.zeros(X.shape)
Ey = np.zeros(Y.shape)
k = 9e9
for q, xq, yq in charges:
R = np.sqrt((X - xq)**2 + (Y - yq)**2)
Ex += k * q * (X - xq) / R**3
Ey += k * q * (Y - yq) / R**3
# Рисуем силовые линии
plt.streamplot(X, Y, Ex, Ey, color='blue', linewidth=1, density=2)
plt.show()
Готовые симуляторы:
— PhET Interactive Simulations (отлично для начального понимания).
— Falstad's E&M Simulator (очень наглядно).
— Comsol Multiphysics, Ansys — для серьезного моделирования сложных поверхностей.
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥64❤27👍21⚡12
Ищем программиста-математика в команду БЮРО 1440!
БЮРО 1440 — российская аэрокосмическая компания, создающая низкоорбитальную спутниковую группировку для высокоскоростной передачи данных.
Если вы увлечены математикой, алгоритмами и хотите развиваться в аэрокосмической сфере, ждем вас в команде профессионалов БЮРО 1440!
Основные задачи ⬇️
• Динамическое планирование топологии сети, оптимизация графов связности в системе состоящей из наземного и космического сегментов.
• Моделирование движения космических объектов, вероятностные оценки потенциальных сближений, алгоритмы предотвращения столкновений.
• Разработка стратегий маневрирования, управление малой тягой, оценка потребления электроэнергии космическими аппаратами.
• Исследование, прототипирование и доведение до продуктового уровня алгоритмов работы полезной нагрузки (связь).
• Развитие функциональной модели работы космической системы, проверка гипотез, проектные расчеты для определения облика системы, организация высокопроизводительных вычислений.
Какие навыки и опыт важны для этой позиции:
🔸 Математическое или физико-математическое образование
🔸 Опыт программирования (Python, C++, Julia, Matlab)
🔸 Интерес к численным методам, оптимизации, моделированию сложных систем
🔸 Желание развиваться в оптимизации, численных методах, орбитальной механике, моделировании сисем связи
Мы предлагаем👇🏼
🔹 Работу в аккредитованной ИТ-компании;
🔹Шаг в космос - для тех, кто вдохновлен идеей покорения космоса и мечтает быть к этому причастным;
🔹Возможность выбора формата работы (офис/удаленка/гибрид);
🔹Комфортный современный офис в 10-15 минутах от метро "Мнёвники";
🔹Оформление в соответствии с ТК РФ;
🔹Конкурентный уровень заработной платы - на уровне лидеров ИТ/телеком-индустрии;
Присоединяйтесь к команде БЮРО 1440, которая создает связь будущего!
Откликнуться можно, перейдя по ссылке на вакансию или напрямую написав рекрутеру ➡️ @okashchenko
БЮРО 1440 — российская аэрокосмическая компания, создающая низкоорбитальную спутниковую группировку для высокоскоростной передачи данных.
Если вы увлечены математикой, алгоритмами и хотите развиваться в аэрокосмической сфере, ждем вас в команде профессионалов БЮРО 1440!
Основные задачи ⬇️
• Динамическое планирование топологии сети, оптимизация графов связности в системе состоящей из наземного и космического сегментов.
• Моделирование движения космических объектов, вероятностные оценки потенциальных сближений, алгоритмы предотвращения столкновений.
• Разработка стратегий маневрирования, управление малой тягой, оценка потребления электроэнергии космическими аппаратами.
• Исследование, прототипирование и доведение до продуктового уровня алгоритмов работы полезной нагрузки (связь).
• Развитие функциональной модели работы космической системы, проверка гипотез, проектные расчеты для определения облика системы, организация высокопроизводительных вычислений.
Какие навыки и опыт важны для этой позиции:
🔸 Математическое или физико-математическое образование
🔸 Опыт программирования (Python, C++, Julia, Matlab)
🔸 Интерес к численным методам, оптимизации, моделированию сложных систем
🔸 Желание развиваться в оптимизации, численных методах, орбитальной механике, моделировании сисем связи
Мы предлагаем👇🏼
🔹 Работу в аккредитованной ИТ-компании;
🔹Шаг в космос - для тех, кто вдохновлен идеей покорения космоса и мечтает быть к этому причастным;
🔹Возможность выбора формата работы (офис/удаленка/гибрид);
🔹Комфортный современный офис в 10-15 минутах от метро "Мнёвники";
🔹Оформление в соответствии с ТК РФ;
🔹Конкурентный уровень заработной платы - на уровне лидеров ИТ/телеком-индустрии;
Присоединяйтесь к команде БЮРО 1440, которая создает связь будущего!
Откликнуться можно, перейдя по ссылке на вакансию или напрямую написав рекрутеру ➡️ @okashchenko
❤67🤯26🔥23👍14🙈11🤷♂4🤨4🤔2🆒2😈1👻1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Паровая машина — тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию водяного пара в механическую работу возвратно-поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала. В более широком смысле паровая машина — любой двигатель внешнего сгорания, который преобразует энергию пара в механическую работу, таким образом к паровым машинам можно было бы отнести и паровую турбину, имеющую до сих пор широкое применение во многих областях техники.
Первый паровой двигатель был создан и использован Фердинандом Вербистом в 1672 году в его изобретении - игрушкой на паровом двигателе, сделанной для китайского императора. Вторая паровая машина была построена в XVII веке французским физиком Дени Папеном и представляла собой цилиндр с поршнем, который поднимался под действием пара, а опускался давлением атмосферы после сгущения отработавшего пара. На этом же принципе были построены в 1705 году вакуумные паровые машины Севери и Ньюкомена для выкачивания воды из копей.
Значительные усовершенствования в вакуумной паровой машине были сделаны Джеймсом Уаттом в 1769 году. Дальнейшее значительное усовершенствование парового двигателя (применение на рабочем ходу пара высокого давления вместо вакуума) было сделано американцем Оливером Эвансом в 1786 году и англичанином Ричардом Тревитиком в 1800 году.
В России первая действующая паровая машина была построена в 1766 году по проекту Ивана Ползунова, предложенному им в 1763 году. Машина Ползунова имела два цилиндра с поршнями, работала непрерывно, и все действия в ней проходили автоматически. Но увидеть своё изобретение в работе И. И. Ползунову не пришлось: он умер 27 мая 1766 года, а его машина пущена в эксплуатацию на Барнаульском заводе только летом. Через пару месяцев из-за поломки она перестала действовать и впоследствии была демонтирована. #опыты #научные_фильмы #физика #термодинамика #мкт #видеоуроки #gif #physics
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥34❤14⚡11👍7🤩3🙏2🤯1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Поговорим о фундаментальном понятии — законе сложения скоростей. Казалось бы, всё просто: если вы бежите по поезду, то ваша скорость складывается со скоростью поезда. Но кто первым это понял? И почему эта простая арифметика сломалась, когда в дело вмешался свет? Давайте разбираться с малоизвестными фактами.
Первым догадался посмотреть на движение не с точки зрения божественного абсолюта, а относительно наблюдателя Галилео Галилей. В 1632 году в книге «Диалоги о двух главнейших системах мира» он приводит гениальный мысленный эксперимент с кораблем . Если запереться в трюме, вы не сможете понять, стоит корабль на месте или плывет идеально ровно. Мухи летают с той же скоростью, капли падают в ту же посуду. Малоизвестный факт: Галилей ввел понятие скорости, наблюдая за... мухами и падающими телами. Он мысленно "складывал" движения, формулируя то, что мы теперь называем законом сложения движений. Его принцип относительности гласил: равномерное движение не влияет на механические процессы
Далее в игру вступил Христиан Гюйгенс, который развивал волновую теорию света. Свету нужна среда — эфир. Но если свет — это волна в эфире, а Земля движется сквозь эфир, должна возникать "эфирный ветер". В 1851 году Ипполит Физо поставил хитрый опыт с движущейся водой, чтобы проверить, увлекается ли свет этой водой. Ожидалось, что скорость света в воде сложится со скоростью воды по Галилею (просто c/n + v). Физо обнаружил, что скорость равна c/n + v(1 — 1/n²). То есть вода увлекает свет лишь частично. Большинство физиков впало в ступор. Теория Френеля о частичном увлечении эфира выглядела как искусственная заплатка, но она работала.
И тут мы подходим к самому интересному. Часто закон сложения скоростей в релятивистском виде (тот самый, не дающий превысить скорость света) приписывают Эйнштейну (1905). Однако историческая справедливость требует имен:
▪️1. Анри Пуанкаре. В 1895 году он первым заявил о невозможности обнаружить абсолютное движение любыми физическими опытами, а не только механическими . К 1905 году он подошел вплотную к созданию теории относительности.
▪️2. Приоритет публикаций: 5 июня 1905 года Пуанкаре сделал сообщение об основных положениях "новой физики", а в июле отправил статью «О динамике электрона», где фактически сформулировал математику теории . Работа Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел» была сдана 30 июня 1905 года.
В школьных учебниках пишут, что преобразования Лоренца пришли на смену галилеевским. Но мало кто знает, что сам Хендрик Лоренц до конца жизни сомневался в физической реальности относительности времени. Для него его формулы были математическим трюком, чтобы объяснить нулевой результат опыта Майкельсона-Морли. А вот Пуанкаре впервые ввел термин «принцип относительности» и хотел назвать теорию именем Лоренца. История распорядилась иначе...
▫️ Относительная скорость — это скорость точки относительно подвижной системы (например, вы идете по вагону).
▫️ Переносная скорость — это скорость самой подвижной системы относительно неподвижной (скорость поезда относительно земли).
▫️ Абсолютная скорость — это скорость точки относительно неподвижной системы (ваша скорость относительно земли).
Галилей и Ньютон считали, что абсолютная скорость — это просто сумма. Но опыт Физо и позже Эйнштейн показали: мир устроен сложнее. Однако именно Галилей первым догадался, что если убрать внешние ориентиры, мы никогда не отличим покой от равномерного движения. #задачи #физика #механика #олимпиады #кинематика #physics #наука #СТО #относительность
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥77❤40👍36😱2
Можно ли включить в сеть с напряжением 220 В последовательно две лампы, рассчитанные на напряжение 110 В каждая и мощность 60 Вт? Если да, то как они будут гореть?
📝 Подумайте самостоятельно и напишите ваш ответ в комментариях.
#задачи #физика #электричество #электродинамика #олимпиады #наука #physics #electricity
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍28❤12🔥9⚡6🤔3🤯3🙈2
📕 Физика твердого тела [2000] Павлов П. В., Хохлов А. Ф.
💾 Скачать книгу
Легендарный учебник для физиков и инженеров, который уже более 20 лет считается классикой университетского образования. Перед нами третье издание, рекомендованное Минобразованием для студентов физфаков и специальностей по микроэлектронике.
Авторы последовательно проводят читателя от основ кристаллографии и типов химической связи к зонной теории, а затем — к электрическим, магнитным и оптическим свойствам материалов. Особый упор сделан на механические свойства, дефекты структуры и диффузию, что часто оставалось за бортом переводных изданий.
✔️ Энциклопедичность: Включены актуальные на тот момент главы о высокотемпературной сверхпроводимости и физике аморфных тел .
✔️ Доступность: Написан на основе курса лекций, которые авторы читали в Нижегородском университете. Это чувствуется в понятной структуре и объяснениях .
✔️ Статус: Учебник переводился на испанский и французский языки, что говорит о мировом уровне подачи материала.
Книга подходит в первую очередь студентам старших курсов и аспирантам. Для вдумчивого изучения предмета книга подходит идеально, но для быстрого входа в тему новичкам может показаться сложноватой из-за обилия формул и строгости изложения. Если вы хотите действительно понять физику твердого тела, а не просто сдать экзамен — учебник Павлова и Хохлова должен стоять на полке.
🗄 Издательство: Высшая школа
#физика #учебники #подборка_книг #physics #физика_твердого_тела #science #наука
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
💾 Скачать книгу
Легендарный учебник для физиков и инженеров, который уже более 20 лет считается классикой университетского образования. Перед нами третье издание, рекомендованное Минобразованием для студентов физфаков и специальностей по микроэлектронике.
Авторы последовательно проводят читателя от основ кристаллографии и типов химической связи к зонной теории, а затем — к электрическим, магнитным и оптическим свойствам материалов. Особый упор сделан на механические свойства, дефекты структуры и диффузию, что часто оставалось за бортом переводных изданий.
✔️ Энциклопедичность: Включены актуальные на тот момент главы о высокотемпературной сверхпроводимости и физике аморфных тел .
✔️ Доступность: Написан на основе курса лекций, которые авторы читали в Нижегородском университете. Это чувствуется в понятной структуре и объяснениях .
✔️ Статус: Учебник переводился на испанский и французский языки, что говорит о мировом уровне подачи материала.
Книга подходит в первую очередь студентам старших курсов и аспирантам. Для вдумчивого изучения предмета книга подходит идеально, но для быстрого входа в тему новичкам может показаться сложноватой из-за обилия формул и строгости изложения. Если вы хотите действительно понять физику твердого тела, а не просто сдать экзамен — учебник Павлова и Хохлова должен стоять на полке.
🗄 Издательство: Высшая школа
#физика #учебники #подборка_книг #physics #физика_твердого_тела #science #наука
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
👍38❤21🔥12💯3🤩2❤🔥1
📕_Физика_твердого_тела_2000_Павлов_П_В_,_Хохлов_А_Ф_.djvu
6.9 MB
📕 Физика твердого тела [2000] Павлов П. В., Хохлов А. Ф.
В учебнике изложены основные разделы физики твердого тела, изучение которых предусмотрено программой соответствующего курса. Рассмотрены элементы структурной кристаллографии, способы определения кристаллических структур, различные типы связи в твердых телах, дефекты структуры. Описаны механические свойства твердых тел, колебания атомов кристаллической решетки и тепловые свойства кристаллов. Обсуждается зонная теория твердых тел и на ее основе электрические свойства металлов, полупроводников и диэлектриков, а также оптические и магнитные свойства твердых тел. Рассмотрены также вопросы бурно развивающейся в настоящее время физики высокотемпературной сверхпроводимости и физики аморфных твердых тел.
📚 Курс общей физики [3 книги] Бондарев, Калашников, Спирин
📗 Физика в графиках [1964] Цедрик М.С., Бирич У.В., Макеева Г.П.
📚 Физика для всех [4 книги] Китайгородский, Ландау
📚 Курс общей физики [5 томов + 2 тома] [2021] Савельев И.В.
📚 Элементарный учебник физики — Ландсберг [2001]
📚 Физика глазами физика [2 книги] [2014] Каганов М.И.
#физика #учебники #подборка_книг #physics #физика_твердого_тела #science #наука
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
В учебнике изложены основные разделы физики твердого тела, изучение которых предусмотрено программой соответствующего курса. Рассмотрены элементы структурной кристаллографии, способы определения кристаллических структур, различные типы связи в твердых телах, дефекты структуры. Описаны механические свойства твердых тел, колебания атомов кристаллической решетки и тепловые свойства кристаллов. Обсуждается зонная теория твердых тел и на ее основе электрические свойства металлов, полупроводников и диэлектриков, а также оптические и магнитные свойства твердых тел. Рассмотрены также вопросы бурно развивающейся в настоящее время физики высокотемпературной сверхпроводимости и физики аморфных твердых тел.
📚 Курс общей физики [3 книги] Бондарев, Калашников, Спирин
📗 Физика в графиках [1964] Цедрик М.С., Бирич У.В., Макеева Г.П.
📚 Физика для всех [4 книги] Китайгородский, Ландау
📚 Курс общей физики [5 томов + 2 тома] [2021] Савельев И.В.
📚 Элементарный учебник физики — Ландсберг [2001]
📚 Физика глазами физика [2 книги] [2014] Каганов М.И.
#физика #учебники #подборка_книг #physics #физика_твердого_тела #science #наука
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
👍44❤21🔥10😍5⚡3🤯1
Каким кодом вы бы реализовали оптимальное решение данной задачи?
📝 Обсуждаем в комментариях здесь
#программирование #информатика #computer_science #задачи #алгоритмы
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍27❤10🤨10🔥4🤔2🤯2🌚2👨💻2✍1❤🔥1💯1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Без флюса не существовало бы нашей современной электроники. Металлурги и ювелиры бились над этой проблемой тысячелетиями.
Рассмотрим физику процесса. Почему медь не хочет дружить с оловом? Чистая физика поверхности говорит нам: идеального контакта не существует. На воздухе любой металл (особенно медь) мгновенно покрывается оксидной пленкой. С алюминием также.
Температура плавления припоя: ~180–230°C. Температура плавления оксида меди (CuO): выше 1200°C. Представьте: вы льете жидкий припой, а он ложится не на медь, а на тугоплавкую «керамическую» корку. Сцепления (адгезии) нет. Задача флюса — убрать эту пленку физически, не давая ей образоваться снова.
Рассмотрим химию процесса. Первыми паяльщиками были кузнецы и ювелиры. Они заметили закономерность: можно использовать животный жир (воск и сало). При нагреве жир разлагается, выделяя углеводороды, которые частично восстанавливают оксиды (отнимают кислород). Но жир — слабый помощник, для бронзы ещё куда ни шло, для чистого серебра — уже нет. Алхимики открывают хлорид цинка (ZnCl₂). Это «старая добрая» травленая кислота. Химическая реакция: ZnCl₂ + H₂O → кислота, которая растворяет оксиды металлов. Это было гениально, но агрессивно — остатки кислоты съедают пайку спустя месяцы.
Рассмотрим электрические явления. С приходом радио, пайка стала не просто соединением, а путем для сигнала. Остатки кислотного флюса создавали паразитные токи утечки и короткие замыкания из-за гигроскопичности (впитывали влагу из воздуха).
1930–40-е годы: Инженеры вспоминают старый рецепт скрипичных мастеров — канифоль. Канифоль (сосновая смола) — диэлектрик. Она не проводит ток. При нагреве абиетиновая кислота (основа канифоли) вступает в реакцию с оксидами меди, восстанавливая чистый металл. Пайка получалась чистой, а остатки флюса можно было не смывать — они изолировали контакты от коррозии. Стандарт для ламповых радио и первых транзисторов был готов.
Современное время: пришли нанотехнологии. Сегодня мы перешли на бессвинцовые припои (ROHS-стандарты). У них температура плавления выше, а смачиваемость хуже. Старая канифоль не справляется. Новые флюсы содержат активаторы, работающие при температурах под 300°C. В ход идут сложные эфиры и галогены (в малых дозах). Они активно травят оксидную пленку, но испаряются без остатка. В паяльных пастах для SMD-монтажа флюс играет еще и роль клея — удерживает микроскопические компоненты на месте до оплавления.
✨ 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
✨ Мартенсит
💥 Импульсная аргонодуговая сварка
💥 Электросварка и плавление электрода 💫
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥92👍59❤38⚡5🤩2❤🔥1🆒1
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
Когда мы сегодня говорим о физике, мы редко задумываемся, что само это слово («фюзис» — природа) придумал Аристотель в IV веке до н.э. Но тогда это была скорее философия (естествознание). Люди всегда нуждались в практических решениях:
▪️Как построить храм, чтобы он не рухнул? (Статика)
▪️ Как далеко улетит камень из катапульты? (Кинематика)
▪️Как поднять воду или рычагом сдвинуть камень? (Простые механизмы)
⚙️ Древний мир: От рычагов до первых формул. Главный практический запрос древности — строительство и война. Нужно было таскать тяжести и метать снаряды. Архимед (287–212 до н.э.) — гений Сиракуз. Он создал теорию рычага, заложил основы гидростатики и математически вывел условия равновесия тел. Именно он сказал: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю». Его работы — начало теоретической механики.
🌌 Средневековье и Возрождение: Прорыв через эксперимент. В Средние века физика была служанкой богословия, но потребности навигации и артиллерии требовали точных расчетов. Галилео Галилей (1564–1642) — настоящий отец экспериментальной физики. Он не просто кидал шары с Пизанской башни (легенда), но скрупулезно изучал движение шаров по наклонной плоскости. Галилей впервые измерил ускорение и показал, что путь при равноускоренном движении пропорционален квадрату времени.
Зачем? Чтобы рассчитывать траектории ядер для артиллеристов герцога Тосканского.
🍎 Классическая механика: Синтез Ньютона. К 17-му веку накопилось много данных. Требовалась Единая теория, чтобы ответить на главные вопросы эпохи Великих географических открытий: «Как плывут корабли?», «Почему планеты движутся именно так?». Исаак Ньютон (1643–1727) совершил революцию, выпустив «Математические начала натуральной философии». Он ввел три знаменитых закона и закон всемирного тяготения.
Самые фундаментальные опыты в истории механики:
1. Опыты Гюйгенса с маятниками (нужны были для создания точных часов — проблема определения долготы на море!).
2. Опыты Ньютона с разложением света (хоть это и оптика, они показали силу экспериментального метода).
3. Опыт Кавендиша по взвешиванию Земли (1797) — спустя сто лет после смерти Ньютона физики экспериментально доказали его правоту, измерив гравитационную постоянную.
Люди нуждались в физике всегда для решения утилитарных проблем:
1. Навигация: Определение координат корабля в море (нужны точные часы и понимание небесной механики).
2. Горное дело: Откачка воды из шахт (толчок к развитию термодинамики и механики жидкостей — Паскаль, Бернулли).
3. Строительство и архитектура: Расчет прочности конструкций — от египетских пирамид до купола собора Святого Петра.
4. Транспорт: Создание паровоза и парохода стало возможным только после того, как физика объяснила законы трения, передачи движения и преобразования энергии.
Механика и кинематика выросли из необходимости считать, предсказывать и строить. Сначала был опыт (бросание камней), потом — математика (Галилей), и наконец — великая теория (Ньютон), которая объединила небо и землю.
Какой физический опыт из школьного курса показался вам самым сложным для понимания, но гениальным по задумке? #задачи #физика #механика #олимпиады #кинематика #physics #наука #СТО #относительность
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
❤57👍30🔥13🤩3⚡2😍2❤🔥1🤔1😱1🌚1🤓1