Hubble kosmoseteleskoop on salvestanud pildid, mis tunduvad Maarotist optikule täiesti hämmastavad. Kokku kahekümne galaktika ümbert on leitud ioniseeritud gaasi filamendid, mis tasapisi valgust kiirgavad ja paistavad meile roheliste helendavate piirkondadena. Allpool on toodud kaheksa nendest galaktikatest. Hämmastav tundub sealjuures just seletus, mis nähtusele pakutakse. Kõigepealt olid gaasi pilved, täiesti nähtamatud. Siis kiirgas galaktika keskmes olev […]
Miks Eestis virmalisi nõnda harva näeb?
Virmalised ei ole kohalik nähtus, helendav ala võib olla mitmesaja kilomeetri kõrgune ja tuhandete kilomeetrite laiune, moodustades maakera pooluste ümber rõnga. Aga miks neid Eestis nõnda harva näeb? Kuidas seletada virmaliste erinevaid värvusi? Virmaliste tekkimiseks tarvilike laetud osakeste allikaks on päikesepursked. Päikesepursetes vabanenud osakesed liiguvad Päikesest eemale kiirusega ca 400km/s seda osakeste voogu nimetatakse päikesetuuleks. […]
Osakeste laserkiirendid saavutasid enneolematu võimsuse
Osakeste kiirendite rolli teaduse ja tehnoloogia arengus on raske üle hinnata. Viimatistest arengutest võiks ehk meenutada Higgsi bosoni avastamist. Aga vähemalt sama olulised on sünkrotronkiirguse allikad või vabaelektron-laserid – tänapäevaseid materjaliuuringuid ei ole ilma nende tööriistadeta võimalik ette kujutada. Viimastel aastatel on tavapäraste osakeste kiirendite kõrval arendatud tehnoloogiat, kus osakesi kiirendab laseri impulss (laser wakefield acceleration). […]
Miks on peegelpildil vahetatud parem ja vasak pool, kuid mitte ülemine ja alumine?
Kujutisel peeglis on ära vahetatud esimene-tagumine, mitte aga parem-vasak pool. Selles veendumiseks tasub kasvõi tähele panna, et kõik, mis on inimesest vasakul, on ka peegelpildis inimesest vasakul, samas peegli suunas või sellest eemale liikudes teeb kujutis peeglis täpselt vastupidi. Segadus tekib sellest, et oma peegelpilti mõtestades me pöörame ennast mõtteliselt ümber vertikaaltelje, st vahetame ära nii […]
Sai valmis esimene Extreme Light Infrastructure (ELI) laser
2018.a. saab valmis Extreme Light Infrastructure (ELI) nime kandev taristu Tšehhis, Ungaris ja Rumeenias, kuhu koondatakse tipptasemel laserid teadusuuringute läbiviimiseks. Neil päevil anti teada, et Kalifornias asuvas Lawrence Livermore riiklikus laboratooriumis on kokku pandud üks neljast laserist, mis annab “esimese valguse” Prahasse ehitatava ELI kiirekanalite (ELI beamlines) kompleksi suure väljundvõimsusega laserikiirde. Milline see laser on? […]
Röntgen salvestas 3D pildi viirusest
Bioloogid tahavad teada, milline on nende uuritavate bioloogiliste objektide struktuur. Üks hea füüsikute poolt pakutav meetod on röntgenkristallograafia – kui valgustada röntgenkiirgusega suuri, korrapäraseid kristalle, siis tekivad difraktsioonipildid, mille põhjal on võimalik objekti struktuur kindlaks teha. Selliselt on teada saadud kümnete tuhandete proteiinide, nukleiinhapete jm bioloogiliste molekulide struktuur. Aga see meetod ei tööta, kui uuritavad […]
Kui laser lõhub laseri
Laserikiir võib näppu kõrvetada. Sellistest näpueksperimentidest on ka hästi teada, et mida suurem intensiivsus, seda ohtlikum kiir. Samamoodi on laserikiire läbipaistvast keskkonnast läbiminekul – suurte intensiivsuste korral võib laserikiir keskkonda kahjusta. Vastavat teadust nimetatakse mittelineaarseks optikaks ning see on väga palju kordi keerulisem, kui koolist tuttav valgusõpetus. Nüüd alljärgnevast pildist: Näidatud on laseri südameks olev […]
Mis on pildil?
See pilt on tavaelust, aga natuke ka mitte. Proovige aru saada, milline on olnud stseen, mida fotograaf on pildistanud? Vihje on pildi allkirjas. Aga ära annab seletada ka kõik kõverused …
Üliõhukesed läätsed suudavad nüüd tekitada ka värvilisi kujutisi
Optilisi läätsesid me oleme kõik näinud. Fotoaparaadi objektiivis on nad suheliselt suured, mobiiltelefonides palju väiksemad. Juba mõnda aega on olemas ka üliõhukesed läätsed paksusega vaid mõned mikromeetrid (nimetagem neid tasaläätsedeks), mida on võimalik kasutada eriti miniatuursetes seadmetes. Seni jäid sellised läätsed hätta värvilise valgusega. Nüüd on suudetud valmistada tasaläätsed, mis suudavad koondada erineva lainepikkusega valgust […]
Laserrelvasüsteemide täiustamine jätkub
Laserrelva põhiidee on ju tegelikult iidvana – legend räägib, et juba Archimedes kasutas nõgusa peegliga koondatud päikeseenergiat, et vaenlase laevastikku hävitada. Mida üks laserrelvgi muud teha saab, kui koondada väga intensiivne valgus sihtmärgile, üritades seda sel teel kahjustada. Neil päevil tuli teade, et Boeing on võitnud 29,5 miljonit dollarit maksva lepingu laserrelva laserikiire stabiliseerimise süsteemi […]
Läbimurre “õhulaserite” tekitamises?
Kuidas saada teada, milline on õhu koostis mõne korstna läheduses või kilomeetrite kõrgusel maapinnast, kui teil ei ole kasutada lennukeid, õhupalle või taevatreppi? Selgub, et õhumolekulid saab panna laserina kiirgama ja seda ka kauge maa tagant, laserivalguse neeldumise kaudu saab omakord teada atmosfääri koostise. Alexandre Laurain ja tema kolleegid Arizona ülikoolist on leidnud mooduse, kuidas […]
Kuidas näha väga kiireid laetud osakesi?
Kui laetud osake, näiteks elektron, liigub läbi dielektriku kiirusega, mis on suurem valguse kiirusest selles keskkonnas, siis tekib kiirgus, mida nimetatakse selle avastaja järgi Cherenkovi kiirguseks. Näiteks vees paiknevate tuumareaktorite kiiratav sinine valgus on justnimelt Cherenkovi kiirgus ja selle järgi on võimalik beeta-kiirguse olemasolu kindlaks teha (vt pilti). Sellist, kiirete laetud osakeste poolt tekitatud kiirgust […]
Suured holograafilised ekraanid ei ole enam ulme
Holograafia ei ole tegelikult surnud, kujutlus holograafilistest avataridest, kes meie asemel koosolekul istuvad või koju kätte toodud ruumilisest maailmast toidab endiselt terve armee teadlaste ja inseneride meeli, kunstnikest, disaineritest ja müügimeestest rääkimata. Seda küll, et kuuekümnendatel suurte lootustega alustatud arendused jäid toppama tehnoloogia taha, see lihtsalt ei olnud veel piisavalt kaugele arenenud. Nüüd on teadlased […]
Valmistati materjal, millel on negatiivne murdumisnäitaja nähtavas spektri piirkonnas
Ajakirja Nature väljaandest Scientific reports saime lugeda, et esmakordselt on saadud ja ära mõõdetud nähtavas piirkonnas negatiivset murdumisnäitajat omav materjal. Töö on tehtud Hiina teadlaste poolt ja selle rõhk on just materjali valmistamise meetodil. Ja õige ka – oleme ju siinsetelgi veergudel mitut puhku rääkinud, kui keeruline on spektri nähtavasse piirkonda sobivaid metamaterjale valmistada. Juuresolev […]
Retsept metamaterjalide valmistamiseks
Metamaterjalid on huvitavad, ei ole probleem neile rakendusi välja mõelda alates ideaalsest valguse neelajast lõpetades superläätsedega. Aga nende valmistamine on väga keeruline. Siiski, vahel on valmistamise protsess ja selle tulemus üsna lihtsalt hoomatav. Käesoleval juhul on Jaapani ja Taiwani teadlased valmistanud metamaterjali mis erinevalt varasematest on isotroopne, st selle omadused ei sõltu langeva valguse suunast […]
Söövitusmeetod aitab 2-D struktuuridest luua 3-dimensionaalseid
Tänapäevases kaugsides kannab valgus digitaalset informatsiooni kilomeetrite taha vaid sekunditega. Kohandatud optilised materjalid kontrollivad valgussignaale. Teadlased Berliini, Louvain’i ja Karlsruhe Tehnoloogia Instituutidest esitavad ajakirjas Advanced Functional Materials meetodit footonkristallide tootmiseks. Nende optilised omadused on paika pandud mikromeetri suuruste struktuuridega. Antud meetod on kiire, odav ja lihtne ning kasutab osaliselt iseorganiseeruvuse printsiipi. „Materjalide optilisi omadusi saab […]
Fluorestseeruvad nanotorud – uus aken aju ehitusse
Stanfordi Ülikooli teadlased töötasid hiljuti välja maailma esimese mitteinvasiivse pildistustehnoloogia, mis suudab tuvastada hiire aju veresoontes asuvaid kuni mikromeetrise läbimõõduga struktuure. Meetodis süstitakse hiire ajusse ühekihilisi süsiniknanotorusid (ingl. k. single-walled carbon nanotubes) ja detekteeritakse nende kiiratavat valgust. Veresoonte struktuuri ja seal oleva vere voolamist on erakordselt oluline teada näiteks insuldi, dementsuse ja ajukasvajate ravimisel. Tänapäeval tugineb ajust kujutise saamine peamiselt […]
Kuidas näevad välja tõelised laserkuulid?
Laserkuulid on ulmefilmides üsna sagedane nähtus. Aga tegelikkuses? Poola füüsikud T.Fok, Y.Stepanenko ja W.Wegrzynski on oma teravatise laseri justeerimise käigus võtnud vaevaks ja teinud video sellest, kuidas sellise ülivõimsa laseri tekitatud valgusimpulss (“valguskuul”) lendab. Video (vt allpool) näib üsna arusaadav – tõepoolest, midagi helendavat liigub piki koridori. Aga siin on nii mõndagi seletamist. Esiteks, ükskõik […]
Füüsikaviktoriin Spekter
TÜ teaduskool koostöös TÜ koolifüüsika keskuse ja Eesti Füüsika Seltsiga korraldavad 8. aprillil 2015 veebipõhise füüsikaviktoriini „Spekter“. Viktoriin on pühendatud rahvusvahelisele valguse aastale ning sellest oodatakse osa võtma kõiki 8.-10. klasside õpilasi, kes soovivad oma füüsikateadmisi proovile panna. Võistlusest saab osa võtta arvuti, nutitelefoni või tahvelarvuti vahendusel. Viktoriini idee initsiaatori ja vedaja, TÜ teaduskooli haridustehnoloogi […]
Propeller katki?
Kui satute järgmisel korral propelleritega lennukiga sõitma, siis lõbustage ennast ja kaasreisijaid sellega, et pildistate või filmite oma nutitelefoniga lennuki propellerit. Sest tulemus arvatavasti üllatab – pildile võib jääda just selline täiesti mittesümmeetriline objekt. Võib isegi tekkida kartus, kas lennukiga on kõik korras. Sellise kõvera pildi põhjuseks ei ole siiski mitte katkine propeller vaid mobiiltelefoni […]
XLV Eesti füüsikapäevad ja XXXVII füüsikaõpetajate päevad
XLV Eesti füüsikapäevad ja XXXVII füüsikaõpetajate päevad toimuvad Tartus, uues TÜ Füüsikumis 20-21.03.2015. Programmi kuuluvad ülevaateettekanded, mis tutvustavad laiemalt nii füüsika kui ka füüsikaga piirnevate valdkondade arengut meil ja mujal maailmas, aga loomulikult ka meie füüsikute viimase aja uurimistulemusi ning füüsika õpetamisega seonduvat. Valguse aastale kohaselt on eriti oodatud fotoonika hetkeseisu ja tulevikuväljavaateid käsitlevad ettekanded. […]