Введение 0:07 Приветствие аудитории. Тема лекции: физика и природа. Примеры явлений, которые кажутся понятными, но при ближайшем рассмотрении оказываются сложными.
Пример с диском и наклонной плоскостью 1:05 Диск и наклонная плоскость. Диск скатывается вниз, если его поставить на верхнюю часть плоскости. Физика ищет связь с фундаментальными законами, в данном случае с законом сохранения энергии.
Принцип наименьшей энергии 1:48 Тело стремится к ситуации с наименьшей энергией взаимодействия. Пример с однородными телами, которые ведут себя противоположно закону. Центр масс тела стремится к минимуму энергии.
Передача информации через звук 4:07 Процесс передачи звука и информации. Необходимость воздуха для передачи звука. Опыт с колокольчиком и воздушным насосом.
Колебания и звук 6:53 Для возникновения звука нужны определенные движения. Пример с камертоном и его колебаниями. Звуковая частота и ее восприятие ухом.
Музыкальные инструменты и колебания 10:01 Струны как источник звука в музыкальных инструментах. Влияние длины струны на высоту звука. Голосовые связки и их роль в формировании голоса.
Влияние газа на голос 12:33 Влияние газа на чистоту звука. Пример с гелием и его влиянием на голос. Собственная частота и ее влияние на звук.
Простые колебания и музыкальные инструменты 14:03 Пример с дощечками и их собственной частотой. Классификация колебаний и их примеры. Гармонические колебания и их использование в музыкальных инструментах.
Резонанс и вынужденные колебания 15:33 Камертон можно возбудить ударом, но звук будет слабым. Использование резонатора усиливает звук. Резонанс возникает при возбуждении колебаний без непосредственного удара.
Вынужденные колебания и биения 17:09 Вынужденные колебания навязаны извне и имеют частоту вынуждающей силы. Изменение частоты одного камертона влияет на звук другого. Биения возникают при звуке двух близких по частоте источников.
Волновые процессы и интерференция 20:59 Волна — это процесс распространения колебаний в среде. Волновой процесс можно моделировать с помощью цепочки шариков. Интерференция — это явление сложения волн, создающее устойчивую картину распределения энергии.
Опыт с интерференцией звуковых волн 25:45 Использование двух динамиков, подключенных к одному генератору. Перенос уха из интерференционного минимума влияет на восприятие звука. Интерференция — характерный признак волновых процессов.
Переход к световым колебаниям 28:05 Переход от звуковых колебаний к световым. Свет не колеблется, но его можно интерферировать. Пример с солнцем и облаками, которые влияют на свет.
Волновые свойства света 29:04 Свет обладает как волновыми, так и корпускулярными свойствами. В XVIII веке ученые доказали волновые свойства света через интерференцию. Световые волны очень короткие, порядка 10^-7 метра.
Интерференция света 30:55 Интерференционная картина от ртутной лампы позволяет вычислить длину волны света. В XIX веке волновая оптика получила множество подтверждений. Пример интерференции: кольца Ньютона.
Кольца Ньютона 32:10 Кольца Ньютона образуются из-за интерференции света, проходящего через систему линз. Свет лампы накаливания имеет спектр, что объясняет цветность колец. Ньютон описал периодичность света, но не был уверен в волновой природе света.
Лазеры и дифракция 35:01 Лазеры излучают свет с одной частотой, что облегчает изучение волновых эффектов. Дифракционная решетка позволяет точно измерить длину волны света. Пример: зеленый лазер и его дифракция на решетке.
Спектральное разложение света 37:47 Дифракция белого света на решетке показывает его спектральное разложение. Белый свет состоит из множества волн разной длины. Электромагнитные волны простираются от десятков километров до 10^-12 метра.
Закипание воды 41:40 Вода кипит при разной температуре, не только при 100 градусах. Пример: кипячение воды при комнатной температуре. Оборудование для опыта включает приборы, датированные 1878 годом.
Кипение воды 44:15 Кипение невозможно без пузырей. При комнатной температуре вода не закипает из-за атмосферного давления. При снижении давления вода закипает при более низкой температуре.
Температура кипения 45:08 Вода при кипении становится холоднее. В горах вода кипит при более низкой температуре. Управление внешним давлением позволяет закипятить воду при более высокой температуре.
Скороварки и температура кипения 47:17 Скороварки позволяют закипятить воду при 150 градусах. При 400 градусах вода превращается в пар. Температура абсолютного кипения воды - 374 градуса.
Критическая температура 50:22 Критическая температура воды - 374 градуса. Критическая температура азота - -180 градусов. Для превращения газа в жидкость нужно снизить его температуру ниже критической.
Демонстрация взрыва 51:45 Смесь кислорода и водорода может взорваться. Ухо реагирует на резкое изменение звукового давления. Пример с пастушьим кнутом и звуковой волной.
Жидкий азот 55:26 Жидкий азот хранится в термосе. Резина, охлажденная в азоте, становится хрупкой. Эксперимент с цветком, замороженным в азоте.
Ожоги от азота 59:40 Азот может вызвать ожоги, но азотная подушка защищает от ожогов. Павел пробует азот на вкус. Вода, вылитая в азот, образует много водяного пара.
Эксперимент со светом 1:01:56 Свет можно описать как волны и фотоны. Цвет зависит от освещения и субъективен. Пример с кубиками, цвет которых меняется в зависимости от фильтра.
Влияние освещения на восприятие цвета 1:02:45 Цвет кубиков меняется в зависимости от фильтра. Цвет субъективен и зависит от освещения. Пример с дамой, выбирающей наряд в зависимости от освещения.
Цвет как субъективная характеристика 1:04:07 Цвет не является физической величиной. Искусственный свет может быть одинаковым по спектру, но восприниматься по-разному. Цвет зависит от окружения и других факторов.
Ультрафиолетовое излучение и свечение 1:05:04 Ультрафиолетовое излучение вызывает свечение некоторых веществ. Ультрафиолетовая лампа излучает частоты, превышающие видимый свет. Атомы возбуждаются и сбрасывают энергию в виде света, что вызывает свечение.
Заключение и демонстрация 1:06:02 Демонстрация плаката с текстом, который меняется в зависимости от фильтра. Учение — свет, а не учение — тьма. Благодарность демонстраторам.
