В XIX веке учеными было совершено гениальное открытие, которое значительно расширило границы наук и положило начало атомной физике, изучающей строение атомов. Так же это открытие привело к пониманию того факта, что все в мире состоит из микроскопических частиц — атомов. Но что это за таинственная частица? Из чего она состоит и делится ли она на еще меньшие части? Профессор Джим Аль-Халили в сериале «Атом» в интересной и доступной форме рассказывает о научном поиске за последние 100 лет, борьбе идей и личностей, о современных проблемах в физике.

Что заставляет взаимодействовать все в нашей Вселенной? Ускоряются ли тела или замедляются, меняют свое направление или мчатся вперед – почему они ведут себя именно так? Какие законы являются общими и для малейших частиц и для Галактик? С чего все началось, как развивается и как работает? Эти и другие вопросы волновали человека с самых древних времен… Где же ключ к пониманию тайн механической Вселенной? США, 1985 год.

Каустики — это вездесущие оптические поверхности и кривые, возникающие при отражении и преломлении света. Каустики можно описать как линии или поверхности, вдоль которых концентрируются световые лучи.

Популярным языком вам расскажут об актуальных проблемах современной оптики и технологий, основанных на свете. Вы увидите, как оптические технологии обеспечивают решение широкого круга проблем в области энергетики, образования, сельского хозяйства, связи и медицины. На лекции обсудят современные достижения и перспективы в области солнечной энергетики, оптической нанодиагностики, тераностики, квантовой информатики, нанотехнологий, фотонных технологий.

Волны — один из двух путей переноса энергии в пространстве (другой путь — корпускулярный, при помощи частиц). Волны обычно распространяются в какой-то среде (например, волны на поверхности озера распространяются в воде), однако направление движения самой среды не совпадает с направлением движения волн. Представьте себе поплавок, покачивающийся на волнах. Поднимаясь и опускаясь, поплавок повторяет движения воды, в то время как волны проходят мимо него. Явление интерференции происходит при взаимодействии двух и более волн одинаковой частоты, распространяющихся в различных направлениях.

Основы явления дифракции можно понять, если обратиться к принципу Гюйгенса, согласно которому каждая точка на пути распространения светового луча может рассматриваться как новый независимый источник вторичных волн, и дальнейшая дифракционная картина оказывается обусловленной интерференцией этих вторичных волн. При взаимодействии световой волны с препятствием часть вторичных волн Гюйгенса блокируется.

Имеется целый ряд типов электромагнитного излучения, начиная с радиоволн и заканчивая гамма-лучами. Электромагнитные лучи всех типов распространяются в вакууме со скоростью света и отличаются друг от друга только длинами волн.

Смысл принципа Гюйгенса проще всего понять, если представить себе, что гребень волны на водной поверхности на мгновение застыл. Теперь представьте, что в этот миг вдоль всего фронта волны в каждую точку гребня брошено по камню, в результате чего каждая точка гребня становится источником новой круговой волны. Практически всюду вновь возбужденные волны взаимно погасятся и не проявятся на водной поверхности. И лишь вдоль фронта исходной волны вторичные маленькие волны взаимно усилятся и образуют новый волновой фронт, параллельный предыдущему и отстоящий от него на некоторое расстояние. Именно по такой схеме, согласно принципу Гюйгенса, и распространяется волна.

Взрывная история химии — это история строительных блоков, которые составляют весь наш мир, история химических элементов. Все в мире состоит из элементов — земля по которой мы ходим, воздух которым мы дышим, даже мы сами. Несмотря на это, на протяжении веков этот мир понимался совершенно неправильно. В трехсерийном фильме профессор теоретической физики Джим Аль-Халили проследит удивительную историю о том, как элементы были обнаружены и сведены в таблицу. Он пройдет по следам первопроходцев, раскрывших эти секреты и создавших новую науку, которая привела нас к эпохе современности.

Бескрайняя, необозримая и сложная Вселенная уже несколько тысяч лет является предметом восхищения и объектом научных исследований. Ее загадки могут показаться далекими и непостижимыми, но нам на помощь приходит профессор Джим Аль-Халили. Он попытается объяснить всё, что известно о вселенной, и немного больше.