התנועה הבלתי נראית של עצמים דוממים - רן טיבוני
-
0:07 - 0:12הרבה מהעצמים הדוממים סביבכם
כנראה נראים דוממים לגמרי. -
0:12 - 0:16אבל הביטו עמוק לתוך המבנה האטומי
של כל אחד מהם, -
0:16 - 0:18ותראו עולם בתנועה מתמדת.
-
0:18 - 0:19אטומים נמתחים,
-
0:19 - 0:20מתכווצים,
-
0:20 - 0:21קופצים,
-
0:21 - 0:22רוטטים,
-
0:22 - 0:25ונסחפים בכל מקום.
-
0:25 - 0:28ולמרות שהתנועה אולי נראית כאוטית,
היא לא אקראית. -
0:28 - 0:30אטומים שקשורים יחד,
-
0:30 - 0:32וזה מתאר כמעט כל חומר,
-
0:32 - 0:35נעים לפי סט של עקרונות.
-
0:35 - 0:40לדוגמה, קחו מולקולות, אטומים מוחזקים יחד
על ידי קשרים קוולנטיים. -
0:40 - 0:42יש שלוש דרכים בסיסיות
שמולקולות יכולות לנוע: -
0:42 - 0:43סיבוב,
-
0:43 - 0:44העתקה,
-
0:44 - 0:46ורטט.
-
0:46 - 0:49סיבוב והעתקה מניעים את המולקולה בחלל
-
0:49 - 0:52בעוד האטומים שלה נשארים
באותו מרחק אחד מהשני. -
0:52 - 0:56רטט, מצד שני, משנה את המרחקים האלה,
-
0:56 - 0:58ולמעשה משנה את צורת המולקולה.
-
0:58 - 1:03לכל מולקולה, אתם יכולים לספור
את מספר הדרכים השונות בהן היא יכולה לנוע. -
1:03 - 1:05זה מתאים לדרגות החופש שלה,
-
1:05 - 1:07שבהקשר של מכאניקה
-
1:07 - 1:10בעיקרון אומר מספר המשתנים
שאנחנו צריכים לקחת בחשבון -
1:10 - 1:13כדי להבין את כל המערכת.
-
1:13 - 1:18מרחב תלת מימדי מוגדר על ידי צירי X Y ו Z.
-
1:18 - 1:23העתקה מאפשרת למולקולה לנוע
בכיוון של כל אחד מהם. -
1:23 - 1:25אלה שלוש דרגות חופש.
-
1:25 - 1:29היא גם יכולה להסתובב
על כל אחד מהצירים האלו. -
1:29 - 1:30זה עוד שלוש,
-
1:30 - 1:33אלא אם זו מולקולה קווית,
כמו פחמן דו חמצני. -
1:33 - 1:37שם, אחד הסיבובים פשוט מסובב
את המולקולה על צירה שלה, -
1:37 - 1:42מה שלא נחשב בגלל שהיא לא משנה
את המיקום של האטומים. -
1:42 - 1:45רטט הוא המקום בו זה נעשה מעט יותר מסובך.
-
1:45 - 1:47בואו ניקח מולקולה פשוטה, כמו מימן.
-
1:47 - 1:52אורך הקשר שמחזיק את שני האטומים
משתנה תמידית -
1:52 - 1:54כאילו האטומים מחוברים על ידי קפיץ.
-
1:54 - 1:59השינוי הזה במרחק הוא זעיר,
פחות ממיליארדית המטר. -
1:59 - 2:04ככל שלמולקולה יש יותר אטומים וקשרים,
יש יותר צורות רעד. -
2:04 - 2:07לדוגמה, למולקולת מים יש שלושה אטומים:
-
2:07 - 2:10חמצן אחד ושני מימנים, ושני קשרים.
-
2:10 - 2:12זה נותן לה שלוש צורות רעד:
-
2:12 - 2:14מתיחה סימטרית.
-
2:14 - 2:15מתיחה א-סימטרית,
-
2:15 - 2:17ועיקום.
-
2:17 - 2:21למולקולות יותר מורכבות יש צורות רטט
אפילו יותר מורכבות, -
2:21 - 2:22כמו נדנוד,
-
2:22 - 2:24כשכוש,
-
2:24 - 2:25ופיתול.
-
2:25 - 2:30אם אתם יודעים כמה אטומים יש למולקולה,
אתם יכולים לספור את צורות הרטט שלה. -
2:30 - 2:32התחילו עם סך דרגות החופש,
-
2:32 - 2:35שזה שלוש כפול מספר האטומים במולקולה.
-
2:35 - 2:39זה בגלל שכל אטום יכול לנוע
בשלושה כיוונים שונים. -
2:39 - 2:41שלושה מהסך מתייחסים להעתקה
-
2:41 - 2:45כשכל האטומים נעים לאותו כיוון.
-
2:45 - 2:49ושלושה, או שניים למולקולה לינארית,
מתייחסים לסיבוב. -
2:49 - 2:54כל השאר, 3N-6 או 3N-5 למולקולות לינאריות,
-
2:54 - 2:56הן רטיטות.
-
2:56 - 2:58אז מה גורם לתנועה הזו?
-
2:58 - 3:02מולקולות נעות בגלל שהן
סופגות אנרגיה מהסביבה שלהן, -
3:02 - 3:06בעיקר בצורה של חום או קרינה אלקטרומגנטית.
-
3:06 - 3:08כשהאנרגיה מועברת למולקולות,
-
3:08 - 3:09הן רוטטות,
-
3:09 - 3:10מסתובבות,
-
3:10 - 3:13או מוזחות מהר יותר.
-
3:13 - 3:17תנועה מהירה יותר מגבירה את האנרגיה הקינטית
של המולקולות והאטומים. -
3:17 - 3:21אנחנו מגדירים את זה
כעליה בטמפרטורה ואנרגיה תרמית. -
3:21 - 3:25זו התופעה בה המיקרוגל שלכם
משתמש כדי לחמם את האוכל שלכם. -
3:25 - 3:29המיקרו משגר קרינת גלי מיקרו,
שנספגת על ידי המולקולות, -
3:29 - 3:32בעיקר מולקולות מים.
-
3:32 - 3:34הן נעות מהר יותר ויותר,
-
3:34 - 3:38נתקלות אחת בשניה ומגבירות
את טמפרטורת המזון והאנרגיה התרמית. -
3:38 - 3:41אפקת החממה הוא דוגמה נוספת.
-
3:41 - 3:43חלק מקרינת השמש שפוגעת בפני כדור הארץ
-
3:43 - 3:46מוחזרת חזרה לאטמוספירה.
-
3:46 - 3:51גזי חממה, כמו אדי מים ופחמן דו חמצני
סופגים את הקרינה הזו -
3:51 - 3:52ומאיצים.
-
3:52 - 3:58המולקולות החמות יותר ונעות מהר יותר
מפיצות קרינה אינפרא אדומה בכל הכיוונים, -
3:58 - 4:00כולל חזרה לכדור הארץ, ומחממים אותו.
-
4:00 - 4:03האם כל התנועה המולקולרית הזו אי פעם תפסיק?
-
4:03 - 4:06אתם אולי חושבים שזה יקרה באפס מוחלט,
-
4:06 - 4:08הטמפרטורה הכי קרה שאפשרית.
-
4:08 - 4:11אף אחד מעולם לא הצליח
לקרר משהו כל כך נמוך, -
4:11 - 4:12אבל אפילו אם היינו יכולים,
-
4:12 - 4:16מולקולות עדיין היו נעות
בשל עקרון מכאניקה קוואנטית -
4:16 - 4:19שנקרא אנרגיית נקודת אפס.
-
4:19 - 4:23במילים אחרות,
הכל נע מאז הרגע הראשון של היקום, -
4:23 - 4:26וימשיך לנוע הרבה, הרבה אחרי שנעלם.
- Title:
- התנועה הבלתי נראית של עצמים דוממים - רן טיבוני
- Description:
-
more » « less
צפו בשיעור המלא: http://ed.ted.com/lessons/the-invisible-motion-of-still-objects-ran-tivony
הרבה מהעצמים הדוממים סביבכם כנראה נראים דוממים לגמרי. אבל הביטו עמוק למבנה האטומים של כל אחד מהם, ותראו עולם בתנועה מתמדת -- עם אטומים מתמתחים, מתכווצים, קופצים, רוטטים, ונסחפים בכל מקום. רן טיבוני מתאר איך ולמה תנועת מולקולות מתרחשת וחוקר אם היא אי פעם תפסיק.
שיעור מאת רן טיבוני, אימציה של זדם מדיה.
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 04:44
|
Tal Dekkers approved Hebrew subtitles for The invisible motion of still objects - Ran Tivony | |
|
|
Tal Dekkers accepted Hebrew subtitles for The invisible motion of still objects - Ran Tivony | |
|
|
Tal Dekkers edited Hebrew subtitles for The invisible motion of still objects - Ran Tivony | |
|
|
Tal Dekkers edited Hebrew subtitles for The invisible motion of still objects - Ran Tivony | |
|
|
Tal Dekkers edited Hebrew subtitles for The invisible motion of still objects - Ran Tivony | |
|
Ido Dekkers edited Hebrew subtitles for The invisible motion of still objects - Ran Tivony | |
|
|
Ido Dekkers edited Hebrew subtitles for The invisible motion of still objects - Ran Tivony | |
|
|
Ido Dekkers edited Hebrew subtitles for The invisible motion of still objects - Ran Tivony |