1
00:00:06,687 --> 00:00:07,668
Вам, вероятно, доводилось слышать,

2
00:00:07,668 --> 00:00:10,452
что углекислый газ разогревает Землю —

3
00:00:10,452 --> 00:00:11,823
но как именно это работает?

4
00:00:11,823 --> 00:00:13,832
Как стекло в теплице,

5
00:00:13,832 --> 00:00:15,733
или как слой теплоизоляции?

6
00:00:15,733 --> 00:00:17,852
Не совсем.

7
00:00:17,852 --> 00:00:19,272
Ответ содержит
немного квантовой механики.

8
00:00:19,272 --> 00:00:22,010
Но не беспокойтесь,

9
00:00:22,010 --> 00:00:23,959
мы начнём с радуги.

10
00:00:23,959 --> 00:00:25,818
Если взглянуть на солнечный свет,

11
00:00:25,818 --> 00:00:27,134
расщеплённый призмой,

12
00:00:27,134 --> 00:00:30,365
то на месте пропавших цветных полосок
можно увидеть тёмные полосы.

13
00:00:30,365 --> 00:00:31,753
Куда же подевались цвета?

14
00:00:31,753 --> 00:00:33,168
Пока свет добирался до ваших глаз,

15
00:00:33,168 --> 00:00:35,080
разные газы поглотили

16
00:00:35,080 --> 00:00:37,688
некоторые части спектра.

17
00:00:37,688 --> 00:00:39,847
Например, кислород поглотил

18
00:00:39,847 --> 00:00:41,695
часть тёмно-красного света,

19
00:00:41,695 --> 00:00:44,914
а натрий — две полосы жёлтого.

20
00:00:44,914 --> 00:00:46,308
Но почему же эти газы поглощают

21
00:00:46,308 --> 00:00:48,362
свет определённого цвета?

22
00:00:48,362 --> 00:00:51,279
Вот тут нам пригодится
квантовая механика.

23
00:00:51,279 --> 00:00:53,637
Каждый атом и молекула обладает
заданным числом

24
00:00:53,637 --> 00:00:56,968
возможных энергетических уровней
для своих электронов.

25
00:00:56,968 --> 00:00:58,979
Чтобы переместить электроны

26
00:00:58,979 --> 00:01:00,297
с основного уровня на уровень выше,

27
00:01:00,297 --> 00:01:03,701
молекуле нужно получить
определённое количество энергии.

28
00:01:03,701 --> 00:01:06,119
Ни больше, ни меньше.

29
00:01:06,119 --> 00:01:08,123
Молекула получает эту энергию
от света, который обладает

30
00:01:08,123 --> 00:01:11,292
таким количеством энергетических уровней,
что и сосчитать невозможно.

31
00:01:11,292 --> 00:01:14,657
Свет состоит
из крошечных частиц — фотонов.

32
00:01:14,657 --> 00:01:16,761
Количество энергии в каждом фотоне

33
00:01:16,761 --> 00:01:19,126
определяет его цвет.

34
00:01:19,126 --> 00:01:22,149
У красного цвета энергии
меньше и волны длиннее.

35
00:01:22,149 --> 00:01:25,823
У пурпурного — энергии больше,
а волны короче.

36
00:01:25,823 --> 00:01:28,642
Солнечный свет содержит
фотоны всех цветов радуги,

37
00:01:28,642 --> 00:01:30,663
поэтому молекулы газа
находят фотоны,

38
00:01:30,663 --> 00:01:33,270
несущие точный заряд энергии,

39
00:01:33,270 --> 00:01:35,024
необходимый им для сдвига электронов

40
00:01:35,024 --> 00:01:37,381
на следующий энергетический уровень.

41
00:01:37,381 --> 00:01:38,715
Когда молекула
находит подходящий фотон,

42
00:01:38,715 --> 00:01:40,644
этот фотон исчезает,

43
00:01:40,644 --> 00:01:41,965
поскольку его энергия
переходит к молекуле,

44
00:01:41,965 --> 00:01:44,765
а мы видим
пробел в цветовом спектре.

45
00:01:44,765 --> 00:01:47,887
Если фотон несёт
слишком много или мало энергии,

46
00:01:47,887 --> 00:01:49,366
молекуле остаётся только

47
00:01:49,366 --> 00:01:51,219
пропустить его.

48
00:01:51,219 --> 00:01:53,639
Именно поэтому стекло прозрачное.

49
00:01:53,639 --> 00:01:55,711
Атомы стекла не улавливают фотоны

50
00:01:55,711 --> 00:01:58,384
с энергетическими уровнями
видимого светового спектра,

51
00:01:58,384 --> 00:02:00,647
поэтому фотоны
проходят сквозь стекло.

52
00:02:00,647 --> 00:02:03,760
Итак, какие же фотоны предпочитает
углекислый газ?

53
00:02:03,760 --> 00:02:05,585
Где та тёмная полоса в нашей радуге,

54
00:02:05,585 --> 00:02:07,960
объясняющая глобальное потепление?

55
00:02:07,960 --> 00:02:09,788
Её там нет.

56
00:02:09,788 --> 00:02:11,952
Углекислый газ не поглощает

57
00:02:11,952 --> 00:02:13,286
свет от Солнца.

58
00:02:13,286 --> 00:02:14,507
Он улавливает свет от совершенно

59
00:02:14,507 --> 00:02:16,232
другого небесного тела,

60
00:02:16,232 --> 00:02:19,016
которое вроде и не излучает
никакого света —

61
00:02:19,016 --> 00:02:20,739
от Земли.

62
00:02:20,739 --> 00:02:22,175
Если вы не видели,

63
00:02:22,175 --> 00:02:23,876
чтобы Земля светилась,

64
00:02:23,876 --> 00:02:27,138
то это потому, что она
не излучает видимый свет.

65
00:02:27,138 --> 00:02:29,306
Земля излучает инфракрасный свет.

66
00:02:29,306 --> 00:02:30,920
Свет, видимый нашему глазу,

67
00:02:30,920 --> 00:02:32,992
включая все цвета радуги —

68
00:02:32,992 --> 00:02:35,422
это лишь малая часть
большего спектра

69
00:02:35,422 --> 00:02:37,825
электромагнитного излучения,

70
00:02:37,825 --> 00:02:40,198
который также содержит радиоволны,

71
00:02:40,198 --> 00:02:43,286
микроволновое, инфракрасное
и ультрафиолетовое излучение,

72
00:02:43,286 --> 00:02:45,103
рентгеновские и гамма-лучи.

73
00:02:45,103 --> 00:02:47,744
Кажется странной мысль о том,
что всё это свет,

74
00:02:47,744 --> 00:02:49,291
но фундаментальной разницы

75
00:02:49,291 --> 00:02:53,027
между видимым светом и другим
электромагнитным излучением нет.

76
00:02:53,027 --> 00:02:54,127
Это та же энергия,

77
00:02:54,127 --> 00:02:56,394
но на более высоком
или низком уровне.

78
00:02:56,394 --> 00:02:58,374
На самом деле, довольно самонадеянно

79
00:02:58,374 --> 00:03:01,969
ограничивать видимый свет
нашими возможностями.

80
00:03:01,969 --> 00:03:04,865
Змеи, например, видят инфракрасный свет,

81
00:03:04,865 --> 00:03:07,827
а птицы — ультрафиолетовый.

82
00:03:07,827 --> 00:03:09,907
Если бы наши глаза могли видеть свет

83
00:03:09,907 --> 00:03:12,283
с частотой 1900 МГц,

84
00:03:12,283 --> 00:03:13,423
то мобильный телефон
стал бы фонариком,

85
00:03:13,423 --> 00:03:14,425
а вышка сотовой связи —

86
00:03:14,425 --> 00:03:17,157
огромным маяком.

87
00:03:17,157 --> 00:03:19,315
Земля испускает
инфракрасное излучение,

88
00:03:19,315 --> 00:03:21,240
поскольку любой объект
с температурой

89
00:03:21,240 --> 00:03:24,468
выше абсолютного нуля излучает свет.

90
00:03:24,468 --> 00:03:26,726
Это называют тепловым излучением.

91
00:03:26,726 --> 00:03:28,158
Чем горячее становится объект,

92
00:03:28,158 --> 00:03:30,857
тем выше частота
излучаемого им света.

93
00:03:30,857 --> 00:03:32,561
Если нагреть железо,
оно станет излучать

94
00:03:32,561 --> 00:03:35,956
всё более высокие частоты
инфракрасного света,

95
00:03:35,956 --> 00:03:40,322
а затем, при температуре
около 450 градусов Цельсия,

96
00:03:40,322 --> 00:03:43,082
излучаемый свет перейдёт
в видимый нами спектр.

97
00:03:43,082 --> 00:03:45,310
Сначала железо
будет раскалено докрасна,

98
00:03:45,310 --> 00:03:46,606
а с повышением температуры

99
00:03:46,606 --> 00:03:48,112
засияет белым,

100
00:03:48,112 --> 00:03:51,166
со всеми частотами видимого света.

101
00:03:51,166 --> 00:03:52,857
Так устроены традиционные

102
00:03:52,857 --> 00:03:54,309
электрические лампы,

103
00:03:54,309 --> 00:03:56,187
и именно поэтому
они такие неэкономичные.

104
00:03:56,187 --> 00:04:00,265
95% испускаемого ими света
не видимо для наших глаз.

105
00:04:00,265 --> 00:04:02,174
Это тепловые потери.

106
00:04:02,174 --> 00:04:04,827
Инфракрасное излучение Земли
улетело бы в космос,

107
00:04:04,827 --> 00:04:07,358
если бы не молекулы парникового газа

108
00:04:07,358 --> 00:04:09,080
в нашей атмосфере.

109
00:04:09,080 --> 00:04:11,834
Так же как кислород предпочитает
фотоны тёмно-красного цвета,

110
00:04:11,834 --> 00:04:14,512
углекислый газ
и прочие парниковые газы

111
00:04:14,512 --> 00:04:17,153
улавливают инфракрасные фотоны.

112
00:04:17,153 --> 00:04:18,914
Такие фотоны содержат
количество энергии, необходимое

113
00:04:18,914 --> 00:04:22,084
для сдвига молекул газа
на высшие энергетические уровни.

114
00:04:22,084 --> 00:04:24,410
Молекула углекислого газа,

115
00:04:24,410 --> 00:04:26,727
поглотив инфракрасный фотон,

116
00:04:26,727 --> 00:04:29,182
почти сразу возвращается
к исходному энергетическому уровню

117
00:04:29,182 --> 00:04:32,714
и выбрасывает фотон
в случайном направлении.

118
00:04:32,714 --> 00:04:34,619
Некоторая часть этой энергии

119
00:04:34,619 --> 00:04:36,098
возвращается на поверхность Земли,

120
00:04:36,098 --> 00:04:37,639
вызывая потепление.

121
00:04:37,639 --> 00:04:39,447
Чем больше
углекислого газа в атмосфере,

122
00:04:39,447 --> 00:04:41,380
тем чаще инфракрасные фотоны

123
00:04:41,380 --> 00:04:43,558
будут возвращаться на Землю,

124
00:04:43,558 --> 00:04:45,124
изменяя наш климат.