- Витька, квантовая физика оказалась интересней, чем я ожидала, но она меня запутала.
- Отлично! Пока что звучит очень правильно!
В разделе про квантовую физику все ролики от ААМС, а у них лектор получше, чем у Khan Academy. Объясняет увлечённо и понятно, я заслушалась. И с интересом обнаружила, что у моих любимых фраунгоферовых линий есть дуальное продолжение.
Фраунгоферовы линии когда-то прельстили меня тем, что красивенькие. Кому не понравится радуга с дырками? Я знала, что они визуализируют квантовую природу света. Электроны в оболочке атома могут поглощать только фотоны определённой частоты, не больше и не меньше. Звезда светит, свет съедается электронами, дырки в спектре появляются в зависимости от элемента в оболочке звезды. У разных элементов энергетические орбиты электронов разные.
Про орбиты мне квантовая физика и поведала. Оказывается, есть несколько элегантных формул (их прямо при мне выводят из классической физики), которые эти энергетические уровни раскладывают математически. Если взять не звезду, а разреженный водород, и начать его ионизировать (скажем, электрическим током), то он начнёт выпускать фотоны, по длине волны в точности соответствующие дыркам в спектре звёзд, в атмосфере которых есть водород.
Но почему в спектре дырки, а тут - линии? Патамушта в физике очень мало явлений, которые работают только в одну сторону. Одно - продолжение другого. Когда звезда сияет, водород в оболочке звезды поглощает фотоны и потом выпускает их снова, но уже в произвольном направлении, а не к нашим глазам. Отсюда и дырки.
И у меня прямо щёлкнуло. Вот эти одиночные линии - это прям энергетические уровни в инфографике. Если подставить в элегантной формуле, с какого уровня на какой электрон спускается, то получится как раз длина волны для каждой линии. А-а, формулы накладываются на визуальную репрезентацию! А-а, я понимаю, что стоит за формулой и зачем она нужна!
Вам смешно, а мне праздник.
(Кадр из
ролика про излучение водорода)