молекулалық физика туралы басқа презентациялар
«Ядролық байланыс энергиясы» - Массалық сандары 50-ден 60-қа дейінгі элементтердің максималды байланыс энергиясы бар (8,6 МэВ/нуклон).- Массалық ақау. Кулондық күштер ядроны бұзуға бейім. Бетіндегі нуклондардың байланыс энергиясы ядро ішіндегі нуклондардың байланыс энергиясынан аз. Uchim.net. Атом ядроларының байланыс энергиясы. Меншікті байланыс энергиясы. Масса мен энергия арасындағы Эйнштейн теңдеуі:
«Атом ядросының құрылымы» - Гейгерге қарсы бұлт камерасы. Радиум (сәулелі). Қолдану радиоактивті сәулелену. Мари Склодовска-Кюри және Пьер Кюри. Беккерель Антуан Анри - 1897 ж Термоядролық синтез – жеңіл ядролардың бірігу реакциясы. М-массалық сан – ядроның массасы, нуклондар саны, нейтрондар саны М-З. Полоний. Тізбекті ядролық реакция.
«Фотоэффектіні қолдану» - №15 кәсіптік лицей НПО мемлекеттік білім беру мекемесі. Фотоэффекттің ашылу және зерттелу тарихы. Орындаған: физика пәнінің мұғалімі Варламова Марина Викторовна. Фотоэффект үшін Эйнштейн теңдеуі A. Эйнштейн. фотоэффектіні бақылау. Столетов А.Г. Қаныққан ток күші катодқа түскен сәулеленудің қарқындылығына пропорционал.
«Атом ядросының құрылысы» - А.10 -12. Атом ядроларының радиоактивті түрленуі. Демек, сәулелену теріс және бейтарап оң бөлшектердің ағындарынан тұрады. 13 - 15. 1896 Анри Беккерель (француз) радиоактивтілік құбылысын ашты. Белгіленген - , массасы бар ма? сағат 1.00 ал заряд электронның зарядына тең. 5. Атом бейтарап, өйткені ядро заряды электрондардың жалпы зарядына тең.
«Атом ядросының құрамы» - Масс саны. ЯДРОЛЫҚ КҮШТЕР – ядродағы протондар мен нейтрондарды байланыстыратын тартымды күштер. Ядролық күштер. Жалпы форманегізгі белгілер. Заряд нөмірі. Заряд саны элементар электр зарядтарымен өрнектелген ядро зарядына тең. Заряд саны химиялық элементтің реттік нөміріне тең. Кулон күштерінен бірнеше есе көп.
«Плазма синтезі» - Құрылыс мерзімі 8-10 жыл. Назарларыңызға рахмет. ITER құрылысы және инфрақұрылымы. TOKAMAK құру. ITER дизайн параметрлері. ITER (ITER) құру. 5. Шамамен құны 5 миллиард еуро. Термоядролық қарулар. Ресейдің ITER реакторына қосқан үлесі. 2. Термоядролық энергияның артықшылығы. Энергетикалық талаптар.
Электрондық бұлттарды басып алатын сутегі атомы. Қазіргі физиктер тіпті үдеткіштердің көмегімен протонның пішінін анықтай алса да, сутегі атомы, шамасы, суретін фотосурет деп атауға болатын ең кішкентай нысан болып қала береді. Lenta.ru шолуды ұсынады заманауи әдістермикроәлемді суретке түсіру.
Дәлірек айтқанда, бұл күндері қарапайым фотосуреттер қалмады. Біз әдетте фотосуреттер деп атайтын және мысалы, кез келген Lenta.ru фото эссесінде табуға болатын суреттер шын мәнінде компьютерлік модельдер болып табылады. Арнайы құрылғыдағы жарық сезгіш матрица (дәстүрлі ол әлі күнге дейін «камера» деп аталады) бірнеше түрлі спектрлік диапазондарда жарық қарқындылығының кеңістікте таралуын анықтайды, басқару электроникасы бұл деректерді сандық түрде сақтайды, содан кейін басқа электрондық схема негізінде осы деректер бойынша сұйық кристалды дисплейдегі транзисторларға пәрмен береді. Пленка, қағаз, оларды өңдеуге арналған арнайы шешімдер - мұның бәрі экзотикалық болды. Егер сөздің тура мағынасын еске түсіретін болсақ, онда фотосурет - бұл «жеңіл кескіндеме». Сонымен, ғалымдар табысқа жетті деп не айтуға болады суретке түсіруатом, шарттылықтың жеткілікті мөлшерімен ғана мүмкін.
Барлық астрономиялық суреттердің жартысынан көбі бұрыннан инфрақызыл, ультракүлгін және рентгендік телескоптармен түсірілген. Электрондық микроскоптар жарықпен емес, электронды сәулемен сәулелендіреді, ал атомдық күшті микроскоптар үлгінің бедерін инемен сканерлейді. Рентгендік микроскоптар мен магнитті-резонанстық томографиялық сканерлер бар. Бұл құрылғылардың барлығы бізге әртүрлі объектілердің нақты кескіндерін береді және бұл жерде, әрине, «жеңіл кескіндеме» туралы айтудың қажеті жоқ екеніне қарамастан, біз әлі де мұндай кескіндерді фотосуреттер деп атауға мүмкіндік береміз.
Физиктердің протонның пішінін немесе бөлшектердің ішіндегі кварктардың таралуын анықтауға арналған эксперименттері сахна артында қалады; Біздің тарихымыз атомдар ауқымымен шектеледі.
Оптика ешқашан ескірмейді
20 ғасырдың екінші жартысында белгілі болғандай, оптикалық микроскоптардың әлі де дамуы үшін орын бар. Шешуші сәт биологиялық және медициналық зерттеулерфлуоресцентті бояғыштардың және белгілі бір заттардың таңдамалы таңбалануына мүмкіндік беретін әдістердің пайда болуы болды. Бұл «жаңа бояу» емес, нағыз революция болды.
Жалпы қате түсінікке қарамастан, флуоресценция қараңғыда жарқырау емес (соңғысын люминесценция деп атайды). Бұл белгілі бір энергияның кванттарын жұту құбылысы (айталық, көгілдір жарық) кейіннен төмен энергияның басқа кванттары және сәйкесінше басқа жарық (көк жұтылған кезде жасыл шығады). Егер сіз бояғыш шығаратын кванттар ғана өтуге мүмкіндік беретін және флуоресценцияны тудыратын жарықты блоктайтын сүзгіні салсаңыз, бояғыштардың ашық дақтары бар күңгірт фонды көруге болады, ал бояғыштар, өз кезегінде, үлгіні өте таңдамалы түрде бояй алады. .
Мысалы, жүйке жасушасының цитоскелетін қызыл түске бояй аласыз, синапстарды жасыл түспен, ал ядроны көк түспен ерекшелей аласыз. Белгілі бір жағдайларда мембранадағы ақуыз рецепторларын немесе жасуша синтездеген молекулаларды анықтауға мүмкіндік беретін флуоресцентті жапсырма жасауға болады. Иммуногистохимиялық бояу әдісі биология ғылымында төңкеріс жасады. Ал гендік инженерлер флуоресцентті ақуыздармен трансгенді жануарларды қалай жасау керектігін білгенде, бұл әдіс қайта туды: мысалы, әртүрлі түстерге боялған нейрондары бар тышқандар шындыққа айналды.
Сонымен қатар, инженерлер конфокальды микроскопия деп аталатын әдісті ойлап тапты (және тәжірибеден өтті). Оның мәні мынада: микроскоп өте жұқа қабатқа фокусталады, ал арнайы диафрагма осы қабаттан тыс заттар жасаған жарықты кесіп тастайды. Мұндай микроскоп үлгіні жоғарыдан төмен қарай дәйекті түрде сканерлей алады және үш өлшемді модель үшін дайын негіз болып табылатын суреттер дестесін ала алады.
Лазерлерді және оптикалық сәулені басқарудың күрделі жүйелерін пайдалану бояғыштардың жоғалуы және нәзік биологиялық үлгілердің жарқын жарық астында кептіру мәселесін шешуге мүмкіндік берді: лазер сәулесі үлгіні суретке түсіру үшін қажет болғанда ғана сканерлейді. Үлкен препаратты тар көру өрісі бар окуляр арқылы тексеруге уақыт пен күш жұмсамау үшін инженерлер автоматты сканерлеу жүйесін ұсынды: заманауи микроскоптың объектілік сатысына үлгі бар стақан қоюға болады, және құрылғы бүкіл үлгінің кең ауқымды панорамасын дербес түсіреді. Сонымен бірге, в дұрыс орындарол фокустайды, содан кейін көптеген жақтауды біріктіреді.
Кейбір микроскоптар тірі тышқандарды, егеуқұйрықтарды немесе кем дегенде кішкентай омыртқасыздарды орналастыра алады. Басқалары аздап жоғарылайды, бірақ рентген аппаратымен біріктіріледі. Діріл кедергілерін жою үшін көпшілігі мұқият бақыланатын микроклиматы бар үй ішінде салмағы бірнеше тонна болатын арнайы үстелдерге орнатылады. Мұндай жүйелердің құны басқа электронды микроскоптардың құнынан асып түседі, ал ең әдемі кадрға арналған жарыстар бұрыннан дәстүрге айналған. Сонымен қатар, оптиканы жетілдіру жалғасуда: іздеуден ең жақсы сорттаршыны және линзалардың оңтайлы комбинацияларын таңдау, инженерлер жарықты фокустау жолдарына көшті.
Біз биологиялық зерттеулердегі прогрестің басқа салалардағы прогреспен бұрыннан байланысты екенін көрсету үшін бірқатар техникалық мәліметтерді атап өттік. Бірнеше жүздеген фотосуреттердегі боялған жасушалардың санын автоматты түрде санайтын компьютерлер болмаса, супермикроскоптардың пайдасы аз болар еді. Ал флуоресцентті бояғыштарсыз барлық миллиондаған жасушалар бір-бірінен ерекшеленбейді, сондықтан жаңалардың пайда болуын немесе ескілерінің өлуін қадағалау мүмкін емес еді.
Шын мәнінде, бірінші микроскоп оған бекітілген сфералық линзасы бар қысқыш болды. Мұндай микроскоптың аналогы тесігі және су тамшысы бар қарапайым ойын картасы болуы мүмкін. Кейбір мәліметтерге сәйкес, мұндай құрылғыларды Колымадағы алтын өндірушілер өткен ғасырда қолданған.
Дифракция шегінен тыс
Оптикалық микроскоптардың негізгі кемшілігі бар. Шындығында, жарық толқындарының пішінінен толқын ұзындығынан әлдеқайда аз болып шыққан заттардың пішінін қалпына келтіру мүмкін емес: сіз материалдың нәзік құрылымын қолыңызбен тексеруге тырысуға болады. дәнекерлеуге арналған қалың қолғап.
Дифракциямен жасалған шектеулер физика заңдарын бұзбай, ішінара еңсерілді. Оптикалық микроскоптардың дифракциялық тосқауылдың астына түсуіне екі жағдай көмектеседі: флуоресценция кезінде кванттардың жеке бояғыш молекулалары шығарылуы (олар бір-бірінен біршама алшақ болуы мүмкін) және жарық толқындарын қабаттастыру арқылы жарықты алуға болатындығы. диаметрі толқын ұзындығынан кіші нүкте.
Бір-біріне салынған кезде жарық толқындары бірін-бірі жоққа шығаруға қабілетті, сондықтан үлгінің жарықтандыру параметрлері мүмкін болатын ең аз аймақ жарқын аймаққа түсетіндей болады. Мысалы, елестерді жоя алатын математикалық алгоритмдермен үйлескенде мұндай бағытты жарықтандыру кескін сапасын күрт жақсартуды қамтамасыз етеді. Мысалы, жасушаішілік құрылымдарды оптикалық микроскоппен зерттеу және тіпті (сипатталған әдісті конфокальды микроскопиямен біріктіру арқылы) олардың үш өлшемді кескіндерін алу мүмкін болады.
Электрондық микроскоп электронды аспаптар алдында
Атомдар мен молекулаларды ашу үшін ғалымдар оларға қараудың қажеті жоқ - молекулалық теория объектіні көрудің қажеті жоқ. Бірақ микробиология микроскопты ойлап тапқаннан кейін ғана мүмкін болды. Сондықтан, бастапқыда микроскоптар медицина және биологиямен дәл байланысты болды: физиктер мен химиктер, олар басқа құралдармен басқарылатын әлдеқайда аз объектілерді зерттеді. Олар сондай-ақ микроәлемді көргісі келгенде, дифракциялық шектеулер маңызды мәселе болды, әсіресе жоғарыда сипатталған флуоресцентті микроскопия әдістері әлі белгісіз болғандықтан. Егер қарастырылатын нысан одан да аз болса, рұқсатты 500-ден 100 нанометрге дейін арттырудың мағынасы жоқ!
Электрондардың толқын ретінде де, бөлшек ретінде де әрекет ете алатынын біле отырып, Германия физиктері 1926 жылы электронды линзаны жасады. Оның негізінде жатқан идея өте қарапайым және кез келген мектеп оқушысына түсінікті болды: электромагниттік өріс электрондарды итермелейтіндіктен, оны бір-бірінен ажырату арқылы осы бөлшектердің сәулесінің пішінін өзгертуге немесе, керісінше, диаметрін азайтуға қолдануға болады. сәуле. Бес жылдан кейін, 1931 жылы Эрнст Руска мен Макс Нолл әлемдегі алғашқы электронды микроскопты құрастырды. Құрылғыда үлгі алдымен электронды сәулемен жарықтандырылды, содан кейін электронды линза арнайы люминесцентті экранға түскенге дейін өткен сәулені кеңейтті. Бірінші микроскоп небәрі 400 есе үлкейтуді берді, бірақ жарықты электрондармен ауыстыру жүздеген мың есе үлкейту арқылы суретке түсіруге жол ашты: конструкторларға тек бірнеше техникалық кедергілерді еңсеру керек болды.
Электрондық микроскоп жасушалардың құрылымын бұрын қол жетімсіз сапада зерттеуге мүмкіндік берді. Бірақ бұл суреттен жасушалардың жасын және оларда белгілі бір ақуыздардың болуын түсіну мүмкін емес және бұл ақпарат ғалымдар үшін өте қажет.
Электрондық микроскоптар енді вирустарды жақыннан түсіруге мүмкіндік береді. Жіңішке қималар арқылы жарқырап қана қоймай, оларды «шағылған жарықта» (әрине, шағылған электрондарда) қарастыруға мүмкіндік беретін құрылғылардың әртүрлі модификациялары бар. Біз микроскоптардың барлық нұсқалары туралы егжей-тегжейлі айтпаймыз, бірақ жақында зерттеушілер дифракциялық үлгіден кескінді қалпына келтіруді үйренгенін атап өтеміз.
Түртіңіз, көрмеңіз
Тағы бір төңкеріс «жарықтандыру және көру» принципінен одан әрі ауытқу есебінен болды. Атомдық күш микроскопы, сондай-ақ сканерлеуші туннельдік микроскоп үлгілердің бетінде енді жарқырамайды. Оның орнына, әсіресе жіңішке ине бет бойымен қозғалады, ол тіпті бір атомның өлшеміндегі соққыларда да секіреді.
Осындай әдістердің барлығын егжей-тегжейлі қарастырмай-ақ, біз ең бастысын атап өтеміз: туннельдік микроскоптың инесін бет бойымен жылжытып қана қоймай, атомдарды бір жерден екінші жерге орналастыру үшін де қолдануға болады. Ғалымдар осылайша сызылған бала атоммен ойнайтын жазуларды, сызбаларды және тіпті мультфильмдерді жасайды. Сканерлеуші туннельдік микроскоптың ұшымен сүйретілген нағыз ксенон атомы.
Туннельдік микроскоп ине арқылы өтетін туннельдік токтың әсерін пайдаланатындықтан аталады: кванттық механика болжаған туннельдік әсерге байланысты электрондар ине мен бет арасындағы саңылау арқылы өтеді. Бұл құрылғы жұмыс істеу үшін вакуумды қажет етеді.
Атомдық күштік микроскоп (AFM) қоршаған орта жағдайларына әлдеқайда аз талап етеді - ол (бірқатар шектеулермен) ауа сорусыз жұмыс істей алады. Белгілі бір мағынада AFM грамофонның нанотехнологиялық мұрагері болып табылады. Жіңішке және икемді консольдық кронштейнге орнатылған ине ( консольдықжәне «кронштейн» бар), оған кернеу бермей бет бойымен қозғалады және граммафон инесі грампластинканың ойықтары бойымен жүретіндей үлгінің рельефімен жүреді. Консольдің иілуі оған бекітілген айнаның ауытқуына әкеледі, айна лазер сәулесін бұрады және бұл зерттелетін үлгінің пішінін өте дәл анықтауға мүмкіндік береді. Ең бастысы - инені жылжытудың жеткілікті дәл жүйесі, сондай-ақ өте өткір болуы керек инелерді жеткізу. Мұндай инелердің ұштарындағы қисықтық радиусы бір нанометрден аспауы керек.
AFM жеке атомдар мен молекулаларды көруге мүмкіндік береді, бірақ туннельдік микроскоп сияқты үлгі бетінің астына қарауға мүмкіндік бермейді. Басқаша айтқанда, ғалымдар атомдарды көре алу немесе бүкіл нысанды зерттей алу арасында таңдау жасауы керек. Дегенмен, тіпті оптикалық микроскоптар үшін де зерттелетін үлгілердің ішкі жағы әрқашан қол жетімді емес, өйткені минералдар немесе металдар әдетте жарықты нашар өткізеді. Сонымен қатар, атомдарды суретке түсіруде әлі де қиындықтар бар - бұл нысандар қарапайым шарлар сияқты көрінеді, электронды бұлттардың пішіні мұндай суреттерде көрінбейді.
Үдеткіштермен дисперсті зарядталған бөлшектердің тежелуі кезінде пайда болатын синхротрондық сәулелену тарихқа дейінгі жануарлардың тасталған қалдықтарын зерттеуге мүмкіндік береді. Рентген сәулелерінің астында үлгіні айналдыра отырып, біз үш өлшемді томограммаларды ала аламыз - мысалы, 300 миллион жыл бұрын жойылып кеткен балықтың бас сүйегінің ішінен ми табылды. Егер таралатын сәулені тіркеу дифракцияның әсерінен шашыраңқы рентген сәулелерін бекіту арқылы болса, сіз айналусыз жасай аласыз.
Бұл рентген сәулелері ашатын барлық мүмкіндіктер емес. Онымен сәулелендіру кезінде көптеген материалдар флуоресценцияланады және флуоресценцияның табиғатын анықтау үшін пайдалануға болады. Химиялық құрамызаттар: осылайша ғалымдар көне артефактілерді, орта ғасырларда өшірілген Архимед туындыларын немесе әлдеқашан жойылып кеткен құстардың қауырсындарын бояумен айналысады.
Позициялық атомдар
Рентгендік немесе оптикалық флуоресценция әдістерімен қамтамасыз етілген барлық мүмкіндіктер аясында, жаңа жолЖеке атомдарды суретке түсіру ғылымдағы мұндай үлкен серпіліс сияқты емес. Осы аптада ұсынылған суреттерді алуға мүмкіндік берген әдістің мәні мынада: электрондар иондалған атомдардан жұлып алынады және арнайы детекторға жіберіледі. Әрбір иондану актісі электронды белгілі бір орыннан алып тастап, «фотоға» бір нүкте береді. Бірнеше мың осындай нүктелерді жинай отырып, ғалымдар атом ядросының айналасында электронды табудың ең ықтимал жерлерін көрсететін суретті қалыптастырды және бұл анықтама бойынша электронды бұлт.
Қорытындылай келе, жеке атомдарды өздерінің электронды бұлттарымен көру мүмкіндігі қазіргі микроскопияның тортындағы шие сияқты делік. Ғалымдар үшін материалдардың құрылымын зерттеу, жасушалар мен кристалдарды зерттеу маңызды болды және осыдан туындайтын технологиялардың дамуы сутегі атомына жетуге мүмкіндік берді. Кез келген кем нәрсе элементар бөлшектер физикасы мамандарының қызығушылық саласы болып табылады. Ал биологтар, материалтанушылар және геологтар әлі де микроскоптарды атомдармен салыстырғанда өте қарапайым үлкейтумен жақсартуға мүмкіндік алады. Мысалы, нейрофизиология мамандары көптен бері тірі мидың ішіндегі жеке жасушаларды көретін құрылғыға ие болғысы келді, ал роверлерді жасаушылар өздерінің жанын ғарыш кемесінің бортына сыйып, Марста жұмыс істей алатын электронды микроскопқа сатады.
20 ғасырдың аяғындағы Фредди Меркуридің өліміне әкелген қасірет жыл сайын мыңдаған адамдарды тірілер әлеміне қайтару мүмкіндігінен тыс алып кетті.
Адамзаттың жауы белгілі болуы керек, біз ғылыми ортада ВИЧ лақап атымен жүретін ЖИТС вирусының молекуласын қарап, есте сақтаймыз.
Бұл шамамен жасушалардың өз түріне бөлінуі.
Суретте ашытқы жасушасының бөліну сәті.
Кез келген биологиялық тіршілік иесі, мейлі адам болсын, мейлі өсімдік болсын, гендерден тұрады.
Гендердің тұтас тізбегі, негізінен, көп нәрсе тәуелді, белгілі бір гендердің болмауына байланысты адам оңай өсімдікке айналады. Кері процесс табиғатта әлі байқалған жоқ.
Суретте өсімдік гені арабидопсис, міне 3D форматында.
Иә, бұл суретті кез келген студент танитын шығар!
Ұсақ түктермен қоршалған қызанақ тұқымы, қол тигізгенде шлам сияқты сезінеді. Тұқымдарды мерзімінен бұрын кептіруден қорғау.
Міне, адамзаттың көпшілігінің аңсаған арманы!
Осыны иемдену үшін ұзақ және қанды соғыстар жүргізілді, өтіп бара жатқандар өлтірілді және шлюзде тоналды. Бұған бүкіл адамзат тарихы қатысты.
Корольдік фотосуреттер қоғамының «Жыл фотографы» атағына үміткер финалисттердің суреттерін бағалауға шақырамыз. Жеңімпаз 7 қазанда жарияланады, ал үздік жұмыстардың көрмесі 7 қазан мен 5 қаңтар аралығында Лондондағы Ғылым мұражайында өтеді.
Басылым PM
Ким Кокстың сабын көпіршігі құрылымы
Сабын көпіршіктері ішкі кеңістікті оңтайландырады және берілген ауа көлемі үшін олардың бетінің ауданын азайтады. Бұл оларды көптеген салаларда, атап айтқанда материалтану саласында пайдалы зерттеу объектісіне айналдырады. Көпіршіктердің қабырғалары ауырлық күшінің әсерінен төмен қарай ағып жатқандай көрінеді: олар жоғарғы жағында жұқа, ал төменгі жағында қалың.
Ясмин Кроуфордтың «Оттегі молекулаларында таңбалау».
Бұл сурет автордың Фальмут университетінде фотография саласындағы магистр дәрежесіне арналған соңғы ірі жобасының бөлігі болып табылады, онда басты назар миалгиялық энцефаломиелитке аударылды. Кроуфордтың айтуынша, ол бізді түсініксіз және белгісізмен байланыстыратын бейнелер жасайды.
«Мәңгілік тыныштық», авторы Евгений Самученко
Сурет Гималайда 4400 метр биіктіктегі Госайкунда көлінде түсірілген. Құс жолы - бұл біздің Күн жүйесін қамтитын галактика: түнгі аспандағы бұлыңғыр жарық жолағы.
Дэвид Спирстің «Шатастырылған ұн қоңызы».
Бұл кішкентай зиянкес қоңыз жарма мен ұн өнімдерін зақымдайды. Кескін сканерлеуші электронды микрографпен түсіріліп, Photoshop бағдарламасында боялған.
Солтүстік Америка тұмандығы, Дэйв Уотсон
Солтүстік Америка тұмандығы NGC7000 — Cygnus шоқжұлдызындағы сәуле шығару тұмандығы. Тұмандықтың пішіні Солтүстік Американың пішініне ұқсайды - тіпті Мексика шығанағын көруге болады.
Виктор Сикораның «Кегу қоңызы».
Фотограф бес есе үлкейтетін жарық микроскопиясын қолданды.
Мардж Брэдшоудың Ловелл телескопы
Брэдшоу: «Мен Джодрелл банкіндегі Lovell телескопына оны мектептегі саяхатта көргеннен бері таң қалдырдым», - дейді. Ол оның киімін көрсету үшін егжей-тегжейлі фотосуреттер түсіргісі келді.
Мэри Энн Чилтонның «Төңкерілген медузасы».
Бұл түр жүзудің орнына уақытын суда серпілумен өткізеді. Медузаның түсі балдырларды жеудің нәтижесі.
