12.01.2011 r., godz.10:45 - 12:00
żródło: https://d2t6ms4cjod3h9.cloudfront.net/
WYKŁAD 67:
MECHANIKA KWANTOWA W KUCHNI, APTECE I SOLARIUM
prof. dr hab. Lidia Latanowicz, dr hab. Jolanta Latosińska
Wydział Nauk Biologicznych, Uniwersytet Zielonogórski, Wydział Fizyki, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
Film:
|
Odbiór obrazu wideo w tym oknie wymaga zaktualizowanej w przeglądarce instalacji wtyczki Wykład oraz jego transmisję i postprodukcję DVD |
Streszczenie:
W mikroświecie, czyli świecie atomów i cząsteczek wszystkie rodzaje energii poza energia cieplną są skwantowane, czyli nieciągłe. Mówimy, że są dyskretne. Ma to swoje konsekwencje - energię mikroświata przedstawiamy w postaci "drabiny", w której "szczeble" stanowią poziomy energetyczne. Najważniejsze poziomy energii mikroświata to poziomy elektronowe, oscylacyjne i rotacyjne. Odległości pomiędzy tymi poziomami w przypadku poziomów elektronowych są rzędu elektronowoltów ( Eel ~ eV), poziomów oscylacyjnych są stukrotnie mniejsze niż elektronowych ( Eosc~ 10-2 eV), a w przypadku poziomów rotacyjnych tysiąc razy mniejsze niż oscylacyjnych ( Erot ~ 10-5 eV). Na falę elektromagnetyczną, której źródłem jest np. Słońce musimy patrzeć poprzez kwanty energii h?=hc/?, gdzie h jest częstością, c - prędkością a ? długością fali elektromagnetycznej. W zależności od rodzaju fali kwanty są różnej wielkości. Molekuły mogą przeskakiwać na wyższe poziomy energii w "drabinie", jeżeli zaabsorbują kwant energii czyli po prostu pokonają kolejny "szczebel" drabiny. Żeby to jednak mogło nastapić, kwant musi być odpowiedniej wielkości - musi pasować do odległości pomiędzy danymi poziomami energii. I tak kwanty energii ultrafioletu (UV) pasują do odległości Eel, kwanty podczerwieni (IR) pasują do Eosc a kwanty mikrofal (MW) do Erot. Molekuły nie pozostają na wyższych poziomach, lecz powracają do stanu równowagi termodynamicznej albo na sposób promienisty - wyemitowując kwant energii albo na sposób bezpromienisty zwany relaksacyjnym - oddając energie wzbudzenia na ciepło.
Prawo Einsteina mówi ze prawdopodobieństwo emisji małych kwantów energii równa się zeru. Fizyka fizyką, ale jakie są tego konsekwencje dla każdego z nas?
Dlaczego kwanty promieniowania IR oraz MW ulegają łatwo zamianie na energię cieplną, a kwanty UV zabijają muchy i powodują opaleniznę u człowieka? Dlaczego mówi się, że UV produkuje wolne rodniki.
Dlaczego ogrzewanie za pomocą promienników podczerwieni i kuchenek mikrofalowych tak drastycznie się różni? Wiemy przecież, że mikrofale grzeją w całej objętości a podczerwień tylko grilluje powierzchnię. W takim razie, dlaczego talerz w mikrofalówce musi się obracać, a mikrofalówka musi (bezwzględnie musi) mieć metalową siatkę w drzwiach?
Ponadto chcemy wyjaśnić mechanizm przenoszenia energii przez leki fotouczulające (działające na człowieka jak chlorofil na rośliny). Jak to się dzieje, że niektóre leki, kosmetyki i rośliny są anteną wyłapującą promieniowanie słoneczne? Dlaczego nie niektóre lekarstwa koniecznie trzeba przechowywaæ nie tylko w chłodnym, ale i ciemnym miejscu?
Czyli reasumując - chcemy pokazać, na czym polega praca kwantów promieniowania elektromagnetycznego w kuchni, aptece i solarium.
Sylwetka:
Lidia LATANOWICZ jest fizykiem, profesorem zwyczajnym Uniwersytetu Zielonogórskiego. Przedmiotem jej zainteresowań naukowych są badania struktury i dynamiki molekularnej fazy skondensowanej z wykorzystaniem nowoczesnych metod magnetycznego rezonansu jądrowego. Jest autorem i współautorem 37 prac w czasopismach w języku angielskim (w tym 23 prace w czasopismach filadelfijskich) oraz 30 prac w języku polskim. Jej prace maja ponad 100 cytowań wg. Science Citation Index. Odbywała staże naukowe przez dwa lata w University of Florida, Gainesville, USA, oraz przez pół roku w Freie Univlata w University of Florida, Gainesville, USA, oraz przez pół roku w Freie Universität Berlin, Niemcy. Czterokrotnie była wizytującym profesorem w University of South Africa, Pretoria, RPA.
Jolanta Natalia LATOSIŃSKA jest matematykiem i fizykiem, dr hab. zatrudnionym na etacie adiunkta na Wydziale Fizyki Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. Przedmiotem jej zainteresowań naukowych są badania struktury i dynamiki molekularnej układów biologicznie aktywnych z wykorzystaniem nowoczesnych metod eksperymentalnych w tym rezonansów magnetycznych oraz metod chemii kwantowej (ab initio oraz DFT). Jest autorem i współautorem 69 prac w czasopismach z listy JCR oraz 23 prac w czasopismach spoza listy JCR, rozdziałów o charakterze przeglądowym w Encyclopaedia of Spectroscopy and Spectrometry wydanej przez Academic Press oraz współautorką dwóch monografii „Promieniowanie UV a środowisko” wydanej przez Wydawnictwo Uczelniane Wyższej Szkoły Pedagogicznej im. Tadeusza Kotarbińskiego w Zielonej Górze w 2001 r. oraz w znacznie rozszerzonej wersji przez Państwowe Wydawnictwo Naukowe w 2011 r.
