Физика повседневности: от мыльных пузырей до квантовых технологий
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Физика
Издательство:
Альпина нон-фикшн
Год издания: 2020
Кол-во страниц: 334
Возрастное ограничение: 12+
Дополнительно
Вид издания:
Научно-популярная литература
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-00139-107-4
Артикул: 830494.01.99
Доступ онлайн
В корзину
Почему при течении воды в реках возникают меандры? Как заставить бокал запеть? Можно ли построить переговорную трубку между Парижем и Марселем? Какие законы определяют форму капель и пузырьков? Что происходит при приготовлении жаркого? Можно ли попробовать спагетти альденте на вершине Эвереста? А выпить там хороший кофе?
На все эти вопросы, как и на многие другие, читатель найдет ответы в этой книге. Каждая страница книги приглашает удивляться, хотя в ней обсуждаются физические явления, лежащие в основе нашей повседневной жизни.
В ней не забыты и последние достижения физики: авторы посвящают читателя в тайны квантовой механики и сверхпроводимости, рассказывают о физических основах магнитно-резонансной томографии и о квантовых технологиях.
«Мыльные пузыри на плоской поверхности. Углы, образованные стенками, соединяющими между собой три пузырька, составляют 120°. В плотной пене шесть разделяющих плоскостей между четырьмя соприкасающимися пузырьками обладают симметрией тетраэдра: они образуют углы в 109,5°».
От главы к главе читатель знакомится с неисчислимыми гранями физического мира. Отмеченные Нобелевскими премиями фундаментальные результаты следуют за описаниями, казалось бы, незначительных явлений природы, на которых тем не менее и держится все величественное здание физики.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
LE KALÉIDOSCOPE DE LA PHYSIQUE Attilio Rigamonti, Andrey Varlamov, Jacques Villain
МОСКВА 2020 ПЕРЕВОД С ФРАНЦУЗСКОГО
УДК 53 ББК 22.3 В18 Переводчик Мария Прилуцкая Научный редактор Сергей Парновский, д-р физ.-мат. наук Редактор Александра Бачурина Варламов А. Физика повседневности. От мыльных пузырей до квантовых технологий / Андрей Варламов, Жак Виллен, Аттилио Ригамонти ; Пер. с фр. — М.: Альпина нон-фикшн, 2020. — 334 с. ISBN 978-5-00139-107-4 Почему при течении воды в реках возникают меандры? Как заставить бокал запеть? Можно ли построить перег оворную трубку между Парижем и Марселем? Какие законы определяют форму капель и пузырьков? Что происходит при приг отовлении жарког о? Можно ли попробовать спаг етти аль- денте на вершине Эвереста? А выпить там хороший кофе? На все эти вопросы, как и на мног ие другие, читатель найдет ответы в этой книг е. Каждая страница книги приг лашает у дивляться, хотя в ней обсуждаются физические явления, лежащие в основе нашей повседневной жизни. В ней не забыты и последние достижения физики: авторы посвящают читателя в тайны квантовой механики и сверхпроводимости, рассказывают о физических основах маг нитно-резонансной томог рафии и о квантовых технологиях. От г лавы к г лаве читатель знакомится с неисчислимыми г ранями физиче- ског о мира. Отмеченные Нобелевскими премиями фундаментальные резу ль- таты следуют за описаниями, казалось бы, незначительных явлений природы, на которых тем не менее и держится все величественное здание физики. УДК 53 ББК 22.3 Все права защищены. Никакая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, включая размещение в сети ин- тернет и в корпоративных сетях, а также запись в память ЭВМ для частного или публичного использования, без пись- менного разрешения владельца авторских прав. По воп росу организации доступа к электронной библиотеке издатель- ства обращайтесь по адресу mylib@alpina.ru ISBN 978-5-00139-107-4 (рус.) ISBN 978-2701164878 (фр.) © Attilio Rigamonti, Andrey Varlamov, Jacques Villain, 2014 © Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Альпина нон-фикшн», 2020 В18
Издание подготовлено в партнерстве с Фондом некоммерческих инициатив «Траектория» (при финансовой поддержке Н.В. Каторжнова). Фонд поддержки научных, образовательных и ку льтурных ини циатив «Траектория» (www.traektoriafdn.ru) создан в 2015 году. Программы фонда направлены на стиму лирование интереса к науке и научным исследованиям, реализацию образовательных программ, повышение интеллектуального уровня и творческого потенциала молодежи, повышение конкуренто- способности отечественных науки и образования, попу ляризацию науки и ку льтуры, продвижение идей сохранения ку льтурного наследия. Фонд организует образовательные и научно-попу лярные мероприятия по всей России, способствует созданию успешных практик взаимодействия внутри образовательного и научного сообщества. В рамках издательского проекта Фонд «Траектория» поддерживает издание лучших образцов российской и зарубежной научно-попу лярной литературы.
Содержание Благодарности ............................................................................................................9 Предисловие ............................................................................................................. 10 ЧАСТЬ 1. ФИЗИКА ВОКРУГ НАС Г лава 1 Реки, меандры и озера ................................................................... 14 Г лава 2 Искусственные и природные волноводы ............................... 21 Г лава 3 Цвета моря и неба ............................................................................29 Г лава 4 Маятник Фуко и сила Кориолиса ...............................................42 Г лава 5 Морские приливы и отливы ........................................................55 Г лава 6 Капли и пузыри ................................................................................64 Г лава 7 Климат: почему лето становится жарче? ..............................78 Г лава 8 Следы на песке ..................................................................................93 Г лава 9 От кристаллических снежинок к аморфному стеклу ......103 ЧАСТЬ 2. ФИЗИКА ПОВСЕ ДНЕВНОСТИ Г лава 10 Беседа в поезде .................................................................................114 Г лава 11 Наследие Страдивари ...................................................................124 Г лава 12 Поющие и безмолвствующие бокалы .................................... 135 Г лава 13 Энергия: покорная служанка или деспотичная хозяйка?..............................................................................................141 Г лава 14 Nunc est bibendum ........................................................................... 153
ЧАСТЬ 3. ФИЗИКИ НА КУХНЕ Г лава 15 В ожидании чашки чая ................................................................168 Г лава 16 Физика на кухне ............................................................................. 178 Г лава 17 Ab ovo .................................................................................................. 189 Г лава 18 В размышлениях о приготовлении пиццы ......................... 199 Г лава 19 Макароны, спагетти и физика ................................................ 208 Г лава 20 Физика хорошего (и плохого) кофе ......................................... 217 Г лава 21 Наука, приготовление пищи и мороженое из жидкого азота ....................................................................................................227 ЧАСТЬ 4. СТРАННЫЙ КВАНТОВЫЙ МИР Г лава 22 Неопределенность — основа квантовой физики ............ 234 Г лава 23 Физика, геометрия и красота ................................................... 249 Г лава 24 Вечное движение в сверхпроводниках .................................255 Г лава 25 Применение сверхпроводников ..............................................272 Г лава 26 Снежки из гелия ............................................................................ 284 Г лава 27 МРТ заглядывает внутрь нас .................................................... 290 Г лава 28 Полупроводники и нанофизика ..............................................301 Библиография ......................................................................................................... 317 Предметно-именной указатель ......................................................................323 Список иллюстраций ...........................................................................................329
Б Л А Г О Д А Р Н О С Т И Благодарности Авторы посвящают эту книгу своим внукам, которые вступают в мир, преображенный физиками; мир, значительно отличающийся от того, который в соответствующем возрасте открывался их бабушкам и дедуш- кам; мир более удобный, где куда сложнее заскучать, но где по-прежнему не так-то просто найти свое место и обрести счастье: Маргерит Селене Строцци Ригамонти, Матильде и Лукасу Шмитт, Михаилу Варламову. Наконец, мы благодарим всех, кто согласился критически прочесть нашу рукопись, и тех, кто, насколько это возможно, помог нам не поте- ряться среди повседневных проявлений физики и найти наш путь в слож- нейшей науке, о которой не знают всего даже профессионалы. В частности: Алена Аспекта, Джузеппе Балестрино, Себастья- на Балибара, Клода Бертье, Патрика Брюно, Марка де Буасьё, Алек- сандра Буздина, Элен Бушиа, Александра Валанса, Юрия Галь- перина, Сильвию Герен, Юрия Ерина, Мориса Голдмана, Дениса Гратиаса, Изабель Грило, Гая Делавала, Роберта Дотрэ, Анн-Мари Казаба, Кристиана Кароли, Дэвида Кере, Жака Ламберта, Дмитрия Ливанова, Уильяма-Луи Мама, Валери Массон-Дельмот, Кейзо Мурата, Филиппа Нозьера, Сергея Парновского, Жан-Луи Потра, Пьера Пуна, Оливье Пьер-Луи, Реймонда Пьерумбера, Альберта Стасенко, И. Сайто, Сергея Салихова, Стефанию Тантони, Эрве Тис, Игоря Тралле, Стефана Фова, Жан-Пьера Халина, Кэтрин Хил, Алексея Чепелянского, Сергея Шарапова, Даниела Эстива.
0 Ф И З И К А П О В С Е Д Н Е В Н О С Т И Предисловие Мы не всегда осознаем, насколько наша повседневная жизнь наполнена проявлениями физики. Эта книга адресована тем, кто хочет понять окру- жающие нас удивительные природные явления. Почему небо голубое? Как появляется радуга? Что вызывает приливы и отливы? Почему пив- ная и морская пена белого цвета? На эти и другие вопросы мы отвечаем в первой части. Список физических явлений, с которыми мы сталкиваемся каждый день, значительно обогатил сам человек. Как работают микроволновая печь или индукционная плита? Как вырабатывается электрическая энер- гия? Окружающие нас изобретения стали предметом рассмотрения вто- рой части этой книги. Третья часть — гастрономическая. Она посвящена искусству наших друзей — поваров. Если один цыпленок в два раза больше другого, его нужно жарить в два раза дольше? Конечно, мы не собираемся учить пова- ров готовить, но, возможно, сумеем ответить на некоторые вопросы, воз- никающие в связи с их искусством, или, по крайней мере, предложим им интересное занятие на то время, пока очередное блюдо томится в духовке. Четвертая, заключительная часть — наиболее амбициозная. В ней мы пытаемся прояснить некоторые из самых загадочных аспектов совре- менной науки, объяснить, как в течение последнего столетия при- вычный взгляд на природу коренным образом изменился благодаря открытой в начале века новой области физики — квантовой механике; и как на пороге нового тысячелетия эти потрясения стали предметом непосредственных экспериментальных наблюдений. Не слишком ли на многое мы замахнулись? Надеемся, что читатель, изучая первые три части, обретет вдохновение и усердие, необходимые для освоения четвертой части. Мы предполагаем, что наш читатель обладает некоторой научной под- готовкой — будет достаточно математического багажа бакалавра. Но, насколько это возможно, мы избегали сложностей и использовали простой язык. Точно так же мы по мере возможности старались обходиться без урав- нений и формул, но иногда они упрощают восприятие. Когда опускаются целые страницы вычислений, то время от времени одно или два уравне- ния разбавляют монотонность научного текста и привлекают внимание там, где это необходимо. В любом случае наш читатель имеет большое пре- имущество по сравнению с работающим с учебником старшеклассником
1 П Р Е Д И С Л О В И Е или студентом: он может пропустить отрывки, которые покажутся ему чересчур сложными или, наоборот, элементарными, и обратиться к дру- гим главам, которые, как мы надеемся, придутся ему по вкусу. Чтобы разбудить читателя, задремавшего за чтением, мы предлагаем несколько упражнений: задачи и несложные эксперименты. Книга во многом навеяна работами выдающихся ученых, в том чис- ле публикациями рано ушедшего из жизни замечательного физика и популяризатора науки Льва Асламазова. Главы 1, 4, 6 и 8 развивают темы, которым он посвятил ряд статей. Другие главы представляют темы, рассматриваемые ранее в книгах «Удивительная физика» А. Вар- ламова и Л. Асламазова и «Чудесный калейдоскоп физики» (Rigamonti A., Varlamov A. Magico caleidoscopio della fi sica. La Goliardica Paveze, 2007). Все они были дополнены и обновлены.
Доступ онлайн
В корзину