Физики рассчитали свечение капли воды
Ученые Физико-технического института Тюменского государственного университета рассчитали профиль свечения капли воды для экспериментов биологов.
Статья «Улучшенное вычисление решения Ми и приближение геометрической оптики для больших капель» физиков ФТИ ТюмГУ Дмитрия Габышева и Родиона Ганопольского вышла в журнале Laser Physics. Работу над этой темой ученые начали по просьбе профессора института Х-BIO Александра Федорца. Он задался целью рассчитать профиль свечения миниатюрной капли воды, чтобы сравнить результаты ученых ФТИ с результатами экспериментов Лаборатории микрогидродинамических технологий Х-BIO. По этому исследованию у Александра Анатольевича с соавторами уже вышло несколько статей.
Для опыта была взята светящаяся капля (в воде растворен флуоресцент), облученная лазером. Таким образом, необходимый расчет состоит из двух больших этапов: сначала определение распределения мощности поглощения энергии лазера внутри капли, а затем вычисление излучения флуорисцента.
Распределение мощности лазера внутри капли в сечении (для решения Ми слева и для геометрической оптики справа) / © Пресс-служба ТюмГУ
Статья представляет собой итог первой части проделанной работы. Такой расчет можно сделать с помощью приближенного метода геометрической оптики, когда свет представляется в виде лучей, которые проходят внутрь капли, а потом отражаются в ней много раз. Но также есть точное решение (оно называется иногда решение Ми, иногда по имени двух ученых Лоренца-Ми), которое требует больших вычислительных мощностей и точности.
Тюменские ученые обнаружили, что в литературе почти не сравниваются эти два метода для больших капель (больших с точки зрения света, на самом деле диаметр капель – десятки микрометров). Поэтому в работе физиков ТюмГУ оптимизирован расчет по решению Ми и с большой точностью посчитано приближение геометрической оптики.
Сегодня работа продолжается, появились новые результаты. Для студентов Физико-технического института проводятся научно-популярные лекции по материалам статьи.
Telegram 
Дзен 
VK Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно