1
00:00:06,842 --> 00:00:11,668
הרבה מהעצמים הדוממים סביבכם
כנראה נראים דוממים לגמרי.

2
00:00:11,668 --> 00:00:15,663
אבל הביטו עמוק לתוך המבנה האטומי
של כל אחד מהם,

3
00:00:15,663 --> 00:00:18,333
ותראו עולם בתנועה מתמדת.

4
00:00:18,333 --> 00:00:19,138
אטומים נמתחים,

5
00:00:19,138 --> 00:00:20,067
מתכווצים,

6
00:00:20,067 --> 00:00:21,002
קופצים,

7
00:00:21,002 --> 00:00:21,977
רוטטים,

8
00:00:21,977 --> 00:00:25,158
ונסחפים בכל מקום.

9
00:00:25,158 --> 00:00:28,355
ולמרות שהתנועה אולי נראית כאוטית,
היא לא אקראית.

10
00:00:28,355 --> 00:00:29,890
אטומים שקשורים יחד,

11
00:00:29,890 --> 00:00:32,269
וזה מתאר כמעט כל חומר,

12
00:00:32,269 --> 00:00:34,881
נעים לפי סט של עקרונות.

13
00:00:34,881 --> 00:00:39,776
לדוגמה, קחו מולקולות, אטומים מוחזקים יחד
על ידי קשרים קוולנטיים.

14
00:00:39,776 --> 00:00:42,322
יש שלוש דרכים בסיסיות
שמולקולות יכולות לנוע:

15
00:00:42,322 --> 00:00:43,214
סיבוב,

16
00:00:43,214 --> 00:00:44,337
העתקה,

17
00:00:44,337 --> 00:00:45,886
ורטט.

18
00:00:45,886 --> 00:00:49,038
סיבוב והעתקה מניעים את המולקולה בחלל

19
00:00:49,038 --> 00:00:52,166
בעוד האטומים שלה נשארים
באותו מרחק אחד מהשני.

20
00:00:52,166 --> 00:00:55,608
רטט, מצד שני, משנה את המרחקים האלה,

21
00:00:55,608 --> 00:00:58,250
ולמעשה משנה את צורת המולקולה.

22
00:00:58,250 --> 00:01:02,688
לכל מולקולה, אתם יכולים לספור
את מספר הדרכים השונות בהן היא יכולה לנוע.

23
00:01:02,688 --> 00:01:05,304
זה מתאים לדרגות החופש שלה,

24
00:01:05,304 --> 00:01:06,941
שבהקשר של מכאניקה

25
00:01:06,941 --> 00:01:10,450
בעיקרון אומר מספר המשתנים
שאנחנו צריכים לקחת בחשבון

26
00:01:10,450 --> 00:01:13,345
כדי להבין את כל המערכת.

27
00:01:13,345 --> 00:01:18,019
מרחב תלת מימדי מוגדר על ידי צירי X Y ו Z.

28
00:01:18,019 --> 00:01:23,034
העתקה מאפשרת למולקולה לנוע
בכיוון של כל אחד מהם.

29
00:01:23,034 --> 00:01:25,098
אלה שלוש דרגות חופש.

30
00:01:25,098 --> 00:01:28,758
היא גם יכולה להסתובב
על כל אחד מהצירים האלו.

31
00:01:28,758 --> 00:01:29,990
זה עוד שלוש,

32
00:01:29,990 --> 00:01:33,042
אלא אם זו מולקולה קווית,
כמו פחמן דו חמצני.

33
00:01:33,042 --> 00:01:37,457
שם, אחד הסיבובים פשוט מסובב
את המולקולה על צירה שלה,

34
00:01:37,457 --> 00:01:41,607
מה שלא נחשב בגלל שהיא לא משנה
את המיקום של האטומים.

35
00:01:41,607 --> 00:01:44,596
רטט הוא המקום בו זה נעשה מעט יותר מסובך.

36
00:01:44,596 --> 00:01:46,979
בואו ניקח מולקולה פשוטה, כמו מימן.

37
00:01:46,979 --> 00:01:51,682
אורך הקשר שמחזיק את שני האטומים
משתנה תמידית

38
00:01:51,682 --> 00:01:54,479
כאילו האטומים מחוברים על ידי קפיץ.

39
00:01:54,479 --> 00:01:58,985
השינוי הזה במרחק הוא זעיר,
פחות ממיליארדית המטר.

40
00:01:58,985 --> 00:02:03,791
ככל שלמולקולה יש יותר אטומים וקשרים,
יש יותר צורות רעד.

41
00:02:03,791 --> 00:02:06,816
לדוגמה, למולקולת מים יש שלושה אטומים:

42
00:02:06,816 --> 00:02:10,164
חמצן אחד ושני מימנים, ושני קשרים.

43
00:02:10,164 --> 00:02:12,476
זה נותן לה שלוש צורות רעד:

44
00:02:12,476 --> 00:02:13,824
מתיחה סימטרית.

45
00:02:13,824 --> 00:02:15,408
מתיחה א-סימטרית,

46
00:02:15,408 --> 00:02:16,896
ועיקום.

47
00:02:16,896 --> 00:02:21,142
למולקולות יותר מורכבות יש צורות רטט
אפילו יותר מורכבות,

48
00:02:21,142 --> 00:02:22,426
כמו נדנוד,

49
00:02:22,426 --> 00:02:23,607
כשכוש,

50
00:02:23,607 --> 00:02:25,195
ופיתול.

51
00:02:25,195 --> 00:02:29,854
אם אתם יודעים כמה אטומים יש למולקולה,
אתם יכולים לספור את צורות הרטט שלה.

52
00:02:29,854 --> 00:02:32,011
התחילו עם סך דרגות החופש,

53
00:02:32,011 --> 00:02:35,427
שזה שלוש כפול מספר האטומים במולקולה.

54
00:02:35,427 --> 00:02:38,837
זה בגלל שכל אטום יכול לנוע
בשלושה כיוונים שונים.

55
00:02:38,837 --> 00:02:41,393
שלושה מהסך מתייחסים להעתקה

56
00:02:41,393 --> 00:02:44,633
כשכל האטומים נעים לאותו כיוון.

57
00:02:44,633 --> 00:02:49,430
ושלושה, או שניים למולקולה לינארית,
מתייחסים לסיבוב.

58
00:02:49,430 --> 00:02:53,999
כל השאר, 3N-6 או 3N-5 למולקולות לינאריות,

59
00:02:53,999 --> 00:02:56,127
הן רטיטות.

60
00:02:56,127 --> 00:02:57,961
אז מה גורם לתנועה הזו?

61
00:02:57,961 --> 00:03:02,053
מולקולות נעות בגלל שהן
סופגות אנרגיה מהסביבה שלהן,

62
00:03:02,053 --> 00:03:05,748
בעיקר בצורה של חום או קרינה אלקטרומגנטית.

63
00:03:05,748 --> 00:03:08,355
כשהאנרגיה מועברת למולקולות,

64
00:03:08,355 --> 00:03:09,415
הן רוטטות,

65
00:03:09,415 --> 00:03:10,221
מסתובבות,

66
00:03:10,221 --> 00:03:12,507
או מוזחות מהר יותר.

67
00:03:12,507 --> 00:03:16,534
תנועה מהירה יותר מגבירה את האנרגיה הקינטית
של המולקולות והאטומים.

68
00:03:16,534 --> 00:03:20,792
אנחנו מגדירים את זה
כעליה בטמפרטורה ואנרגיה תרמית.

69
00:03:20,792 --> 00:03:25,445
זו התופעה בה המיקרוגל שלכם
משתמש כדי לחמם את האוכל שלכם.

70
00:03:25,445 --> 00:03:29,247
המיקרו משגר קרינת גלי מיקרו,
שנספגת על ידי המולקולות,

71
00:03:29,247 --> 00:03:31,723
בעיקר מולקולות מים.

72
00:03:31,723 --> 00:03:33,659
הן נעות מהר יותר ויותר,

73
00:03:33,659 --> 00:03:38,101
נתקלות אחת בשניה ומגבירות
את טמפרטורת המזון והאנרגיה התרמית.

74
00:03:38,101 --> 00:03:40,513
אפקת החממה הוא דוגמה נוספת.

75
00:03:40,513 --> 00:03:43,250
חלק מקרינת השמש שפוגעת בפני כדור הארץ

76
00:03:43,250 --> 00:03:45,605
מוחזרת חזרה לאטמוספירה.

77
00:03:45,605 --> 00:03:51,006
גזי חממה, כמו אדי מים ופחמן דו חמצני
סופגים את הקרינה הזו

78
00:03:51,006 --> 00:03:52,491
ומאיצים.

79
00:03:52,491 --> 00:03:57,573
המולקולות החמות יותר ונעות מהר יותר
מפיצות קרינה אינפרא אדומה בכל הכיוונים,

80
00:03:57,573 --> 00:04:00,346
כולל חזרה לכדור הארץ, ומחממים אותו.

81
00:04:00,346 --> 00:04:03,338
האם כל התנועה המולקולרית הזו אי פעם תפסיק?

82
00:04:03,338 --> 00:04:05,940
אתם אולי חושבים שזה יקרה באפס מוחלט,

83
00:04:05,940 --> 00:04:07,815
הטמפרטורה הכי קרה שאפשרית.

84
00:04:07,815 --> 00:04:10,677
אף אחד מעולם לא הצליח
לקרר משהו כל כך נמוך,

85
00:04:10,677 --> 00:04:11,998
אבל אפילו אם היינו יכולים,

86
00:04:11,998 --> 00:04:16,213
מולקולות עדיין היו נעות
בשל עקרון מכאניקה קוואנטית

87
00:04:16,213 --> 00:04:18,561
שנקרא אנרגיית נקודת אפס.

88
00:04:18,561 --> 00:04:22,747
במילים אחרות,
הכל נע מאז הרגע הראשון של היקום,

89
00:04:22,747 --> 00:04:26,220
וימשיך לנוע הרבה, הרבה אחרי שנעלם.