История и проблемы водородной энергетики

Лекция посвящена истории открытия водорода, его практического применения в технике. Представлена хронология и логическая связь наиболее значимых открытий и этапов развития водородной энергетики. Большой интерес представляет использование этого газа в качестве источника энергии для работы, как тепловых двигателей внутреннего сгорания, так и топливных элементов, которые напрямую преобразуют энергию реакции окисления водорода в электричество. Именно переход от углеводородного топлива на транспорте на чисто водородное позволило бы решить назревшие к настоящему времени экологические проблемы в крупных городах и развитых странах.

В докладе обсуждаются вопросы, возникающие на пути такого перехода, к которым относятся следующие:

  1. Поиск наиболее экономически выгодных способов получения водорода,
  2. Проблема охрупчивания металлов при проникновении в них водорода,
  3. Способы аккумуляции водорода для мобильного применения,
  4. Способы преобразования энергии реакции окисления водорода в механическую работу,
  5. Концепт-проекты водородных автомобилей,
  6. Проблемы водородной инфраструктуры.

Также в лекции рассматривается история открытия и применения термоядерной энергии, а также перспективы применения изотопов водорода в качестве топлива для управляемых термоядерных источников энергии – токамаков, стеллаторов, лазерных установок ядерного синтеза и др.

В лекции сделана попытка описать современное состояние исследований и достижений в области водородной энергетики, а также перспективы ее развития.

Читает лекцию кандидат физико-математических наук, доцент кафедры электроники твёрдого тела Евгений Александрович Денисов.

 

История компьютера: XIX век – наше время

Научно-технический прогресс незаметно окружил нашу жизнь компьютерами. Они в стиральной машине и в телефоне, в автомобиле и телевизоре. Они умеют составлять прогноз погоды и управлять самолетом, играть в игры и сочинять стихи.  А ведь еще в 40-х годах XX века компьютер могли быть размером с дом, программированием и обслуживанием которого занимались десятки людей. К середине 60-х они уменьшились и некоторые «даже» стали помещаться в комнату. Первые же персональные «домашние» компьютеры появились лишь в середине 70-х. С этого момента компьютер поселился в доме - как кошка.

В лекции:

  • Когда компьютеры были большими;
  • Сколько лампочек в компьютере;
  • Мало памяти не бывает;
  • Зачем компьютеру ружьё и барабан?
  • Отечественные компьютеры взлет и небытие;
  • Как компьютеры стали маленькими;
  • Одомашненный компьютер;
  • Суперкомпьютер в кармане;
  • Самодельный компьютер — это реальность;
  • Свет в конце туннеля.

Лектор: Дмитрий Анатольевич Прохоров

Подробнее...

История электромагнетизма и его роль в истории науки

Магнетизм известен с Древнего Китая, а электричеством занимался уже первый из «семи мудрецов» ¬¬- Фалес Милетский. Постепенно накапливались знания, во время первой научной революции электрические опыты проводили Роберт Бойль, а магнетизмом занимался Эдмунд Галлей. Но только в XVIII веке наступил прорыв в изучении электричества, а в первой половине XIX века — электромагнетизма. К концу XIX века электричество стали вырабатывать в промышленных масштабах, а Джеймс Клерк Максвелл создал теорию классической электродинамики, которая стала одним из толчков к появлению специальной теории относительности, а значит и второй научной революции.

Вы узнаете:

  • кто, когда и где проводил опыты, создавал теории и конструировал электрическое оборудование;
  • о вкладах в науку заскучавшего солдата, врача Елизаветы I, одного из отцов-основателей, ректора СПбГУ и бывшего переплетчика;
  • о китайских гаданиях и «Естественной магии»;
  • «войне токов» и монстре Франкенштейна;
  • салонных развлечениях и Великих географических открытиях.

Лектор: Ирина Константиновна Тохадзе, старший преподаватель кафедры молекулярной спектроскопии физического факультета СПбГУ.

Подробнее...

К экзотическим островам.

О сверхтяжелых элементах.

Читает лекцию кандидат физико-математиччеких наук, доцент кафедры ядерно-физических методов исследования Александр Константинович Власников.

 

Как потрогать ДНК и зачем нам это делать

ДНК составляет молекулярную основу всего живого. Можно сказать, что ДНК — это инструкция как собирать другие молекулы. «Читая» информацию, закодированную в ДНК, клетка с помощью специальных инструментов может собрать РНК, а затем и белок. Причем тут физика?

Итак, вы узнаете:

  • причем тут все-таки физика;
  • как можно потрогать одну маленькую молекулу ДНК;
  • как сложить из ДНК смайлик;
  • как исправить ДНК, которая нам не нравится;
  • зачем нам все это делать.

Лекцию читает Михаил Андреевич Панфилов, лаборант-исследователь НИК "Нанобио".

Подробнее...

Как свет помогает познавать окружающий мир?

С точки зрения современной физики как науки о природе и ее фундаментальных законах, и физическом эксперименте как способе познания окружающего мира, в лекции будет рассказано о том, что такое свет сам по себе, каковы его свойства, чем он отличается от вещества, как с ним взаимодействует и какую информацию об окружающем мире можно в результате этого получить. В частности, речь пойдет о природе различных оптических явлений и как с их помощью можно узнать состав, структуру и свойства вещества, измерить расстояние и время, получить информацию о размере, форме и движении тел. Также будет затронута тема использования света и в повседневной жизни: зрение, сохранение и преобразование световой энергии, передача информации, искусство.

Читает лекцию магистр физики, научный сотрудник мега-лаборатории «Фотоактивные нанокомпозитные материалы» Алексей Сергеевич Андреев.

Как создать новую теорию?

Хотели бы вы узнать, как создаются новые фундаментальные теории, на опыте тех, что работают на благо общества уже сотни лет?

Их связь с симметриями нашего мира и вообще, как получить всю фундаментальную физику лишь из нескольких "детских" утверждений?

В этой лекции мы с вами погрузимся в историю одного закона, который называли "величайшим объединением достигнутым человеческим разумом". Хотя и с современной точки зрение это выглядит довольно-таки наивно, на его примере нам удастся понять, что формулировка любого закона лежит на эксперименте, чтобы оправдать то, что далее мы полностью забудем про него.

Далее мы посмотрим, каким тривиальным требованиям должна удовлетворять новая теория, чтобы прийти на место старой?

А также, более сложные, уже современные, требования, откуда они взялись?

На примере специальной теории относительности Эйнштейна, которая является чудесным примером того как в истории сильно ошибались, желая "закрыть" фундаментальную физику (что происходит в среде обывателей и сегодня), а лишь из-за небольшого расхождения появились и СТО, и Квантовая механика, и Физика твёрдого тела, и т.п.

После уже начнутся серьёзные дела: мы обзорно построим квантовую механику без банальных котов Шрёдингера и частиц/людей, проходящих через стенку (последнее мы даже развенчаем), а также поймём, почему она такая не понятная?

В конце же, посмотрим, что сделали физики из СПбГУ в построении Квантовой механики, на примере Владимира Фока, основателя кафедры Квантовой механики в СПбГУ, и как на ней мы пытаемся продолжать традиции.

Лекцию читает Денис Геннадьевич Севостьянов, лаборант-исследователь, кафедра квантовой механики.

Квантование стреляет дважды: от механики к теории поля

Всем известно, что квантовая теория поля является наиболее успешной теорией за всю историю физики, точность совпадения её предсказаний с экспериментальными данными поистине впечатляет. Однако понять, что такое квантовая теория поля - задача нетривиальная. В научно-популярных лекциях редко освещается ответ на этот вопрос, а специальная литература технически слишком сложна. Мы же попытаемся восполнить этот пробел.

Вы узнаете:

  • что такое "процедура квантования"?
  • где перестаёт работать обычная квантовая механика?
  • почему для объяснения феномена рождения и уничтожения частиц нужно квантовать дважды?
  • что же такое квантовая теория поля и где можно её применять?

Лектор: Вячеслав Александрович Кривороль, магистрант кафедры статистической физики.

Подробнее...

Квантовая запутанность для самых маленьких

В этой лекции пойдёт речь прежде всего о том, почему всё в микромире обязательно должно быть квантовым, и о том, что эта «квантовость» из себя представляет. Также мы постараемся понять:

  • как Эйнштейн наошибался на нобелевскую премию;
  • как жить с осознанием того, что ты частица и волна одновременно;
  • как перестать на каждой лекции рассказывать про кота Шрёдингера. Или не перестать.

Лекцию читает Евгений Александрович Вашукевич, инженер-исследователь лаборатории квантовой оптики кафедры общей физики-1

Квантовая механика и компьютерное моделирование в физике твердого тела.

Квантовая механика (КМ) открывает возможность моделирования структуры и свойств кристаллов «из первых принципов». Используя в качестве исходной информации лишь химическую формулу вещества, можно, решая с помощью компьютера уравнения КМ, определить возможные кристаллические структуры этого соединения и изучить их физические свойства (механические, тепловые, оптические, электрические, магнитные и тд). В лекции дается обзор основных методов и компьютерных программ, применямых в этом направлении.

Читает лекцию доктор физико-математических наук, профессор кафедры физики твёрдого тела Михаил Борисович Смирнов.