Естественные науки
Биохимия, физика, химия — узкие темы, которые встречаются на коллоквиумах и редко разобраны в учебниках простыми словами.
В этой категории собраны разборы узких тем из естественных наук, которые обычно достаются студенту на коллоквиуме или семинаре и почти не объясняются простыми словами. Здесь физика и термодинамика соседствуют с химией, физической химией, биохимией, микробиологией и астрофизикой, так что материал пригодится и на зачёте по общей физике, и на экзамене по молекулярной биологии.
Если готовитесь к термодинамике, начните с того, как уравнение Клаузиуса-Клапейрона описывает фазовый переход, а затем разберитесь, чем обратный цикл Карно задаёт холодильный коэффициент и как устроен газотурбинный цикл Брайтона. Статистическую сторону вопроса закрывает распределение Максвелла-Больцмана по скоростям, без которого сложно понять давление газа и температуру.
Для тех, кому ближе биохимия, есть подробный разбор строения гема с железом и протопорфирином IX, а любителям астрофизики будет полезна диаграмма Герцшпрунга-Рассела и эволюция звёзд. Каждая статья построена так, чтобы за один заход разобрать суть понятия, увидеть формулы в работе и не путаться в терминах на ответе у доски.
Темы категории
230 пространственных групп симметрии: откуда берётся число
230 пространственных групп симметрии в кристаллографии: как из 32 точечных групп, 14 решёток Браве и трансляций получается ровно 230 групп Фёдорова, и зачем это нужно.
Декогеренция квантовой системы: как теряется суперпозиция
Декогеренция квантовой системы простыми словами: почему суперпозиция разрушается при взаимодействии со средой, как считать время декогеренции и чем она отличается от коллапса волновой функции.
Эффект Мейснера-Оксенфельда: вытеснение поля
Эффект Мейснера-Оксенфельда: как сверхпроводник выталкивает магнитное поле при переходе ниже критической температуры, чем он отличается от идеального проводника и при чём здесь глубина Лондона.
Эффект Зенона квантовый: измерения замораживают систему
Квантовый эффект Зенона: как частые измерения замораживают распад и переходы. Формула вероятности выживания, роль времени Зенона, антизеноновский эффект и эксперименты.
Эксперимент Хафеле-Китинга: часы на самолёте и СТО с ОТО
Эксперимент Хафеле-Китинга простыми словами: атомные часы облетели Землю на самолётах, и их показания разошлись с наземными ровно так, как предсказали СТО и ОТО. Разбор расчёта.
Эксперимент Паунда-Ребки: суть, формула и эффект Мёссбауэра
Эксперимент Паунда-Ребки: как измерили гравитационное красное смещение в башне высотой 22,5 метра. Формула Δf/f = gH/c², роль эффекта Мёссбауэра и связь с ОТО.
Эксперимент с отложенным выбором Уилера: волна или частица
Эксперимент с отложенным выбором Уилера простыми словами: как поздний выбор схемы будто меняет прошлое фотона, в чём суть мысленного опыта и что показали реальные измерения.
Электрохимический ряд напряжений: как применять
Электрохимический ряд напряжений металлов: стандартные потенциалы, ЭДС гальванической пары, вытеснение металлов из солей, коррозия и защита. Разбор задач.
Эпоха рекомбинации Вселенной: как родился реликтовый свет
Эпоха рекомбинации Вселенной простыми словами: уравнение Саха, температура 3000 К, красное смещение z 1100, последнее рассеяние фотонов и рождение реликтового излучения.
Функция Грина для уравнения Лапласа: смысл и построение
Что такое функция Грина для уравнения Лапласа, как она связана с точечным источником, методом отражений и формулой Пуассона, и зачем нужна при решении краевых задач.
Функция Лагранжа и обобщённые координаты: вывод движения
Функция Лагранжа и обобщённые координаты: как составить лагранжиан, выбрать координаты, применить уравнение Эйлера-Лагранжа и вывести уравнения движения системы без сил реакции.
Гамма-излучение ядра: природа и механизм
Природа гамма-излучения ядра простыми словами: что это за электромагнитные кванты, как возбуждённое ядро сбрасывает энергию, чем гамма отличается от альфа и бета, как считать энергию кванта.
Генерация разностной частоты: из двух волн третья
Генерация разностной частоты (DFG) в нелинейной оптике: вывод через поляризацию среды и хи-два, условие фазового синхронизма, сохранение энергии фотонов и применение для ИК и терагерц.
Генерация третьей гармоники: кубическая нелинейность
Генерация третьей гармоники (THG) в нелинейной оптике: кубическая восприимчивость χ⁽³⁾, утроение частоты 3ω, фазовый синхронизм, отличия от каскадного SHG и применение в микроскопии.
Гибридизация атомных орбиталей sp, sp2, sp3
Как смешиваются s- и p-орбитали в sp, sp2 и sp3 углерода: s-характер, энергетика орбиталей, валентные углы и параметры связей C-C и C-H с числовыми данными.
Интеграл столкновений Больцмана: структура и смысл
Интеграл столкновений Больцмана: что значит правая часть кинетического уравнения, как устроены приход и уход частиц, сечение и частота столкновений, приближение БГК, законы сохранения и H-теорема.
Инварианты электромагнитного поля: два скаляра Лоренца
Инварианты электромагнитного поля: разность E квадрат минус c квадрат B квадрат и скалярное произведение E на B, их вывод из тензора, классификация полей и решение задач без перебора систем отсчёта.
Коммутатор координаты и импульса: вывод и смысл
Коммутатор координаты и импульса в квантовой механике: вывод тождества с постоянной Планка, связь с принципом неопределённости и канонической квантованностью, типовые ошибки.
Квантование электромагнитного поля: от волны к фотонам
Квантование электромагнитного поля простыми словами: разложение на моды-осцилляторы, операторы рождения и уничтожения, энергия фотона и нулевые колебания вакуума с формулами и калькулятором.
Квантовый эффект Зенона: измерение, что замораживает распад
Квантовый эффект Зенона простыми словами: почему частые измерения тормозят распад квантового состояния, вывод формулы выживания, время Зенона и отличие от антизеноновского эффекта.
Лазер с распределённой обратной связью: принцип DFB
Лазер с распределённой обратной связью (DFB): брэгговская решётка вместо зеркал, условие Брэгга, стоп-зона и две моды, сдвиг фазы λ/4, одночастотная генерация и применения.
Аномальный магнитный момент электрона: почему g не равно 2
Аномальный магнитный момент электрона простыми словами: откуда берётся g-фактор 2,0023, что такое аномалия a равно g минус 2 пополам, поправка Швингера и роль КЭД.
Неустойчивость Рэлея-Тейлора: тяжёлое поверх лёгкого
Неустойчивость Рэлея-Тейлора простыми словами: почему граница тяжёлой жидкости над лёгкой распадается на грибовидные струи, число Атвуда, инкремент роста и где это явление встречается.
Оптический параметрический генератор: как он работает
Оптический параметрический генератор: как фотон накачки распадается на сигнальный и холостой, что такое условие синхронизма, формулы энергии и импульса и как перестраивается длина волны.