WEBVTT

00:00:06.687 --> 00:00:07.668
Вам, вероятно, доводилось слышать,

00:00:07.668 --> 00:00:10.452
что углекислый газ разогревает Землю —

00:00:10.452 --> 00:00:11.823
но как именно это работает?

00:00:11.823 --> 00:00:13.832
Как стекло в теплице,

00:00:13.832 --> 00:00:15.733
или как слой теплоизоляции?

00:00:15.733 --> 00:00:17.852
Не совсем.

00:00:17.852 --> 00:00:19.272
Ответ содержит
немного квантовой механики.

00:00:19.272 --> 00:00:22.010
Но не беспокойтесь,

00:00:22.010 --> 00:00:23.959
мы начнём с радуги.

00:00:23.959 --> 00:00:25.818
Если взглянуть на солнечный свет,

00:00:25.818 --> 00:00:27.134
расщеплённый призмой,

00:00:27.134 --> 00:00:30.365
то на месте пропавших цветных полосок
можно увидеть тёмные полосы.

00:00:30.365 --> 00:00:31.753
Куда же подевались цвета?

00:00:31.753 --> 00:00:33.168
Пока свет добирался до ваших глаз,

00:00:33.168 --> 00:00:35.080
разные газы поглотили

00:00:35.080 --> 00:00:37.688
некоторые части спектра.

00:00:37.688 --> 00:00:39.847
Например, кислород поглотил

00:00:39.847 --> 00:00:41.695
часть тёмно-красного света,

00:00:41.695 --> 00:00:44.914
а натрий — две полосы жёлтого.

00:00:44.914 --> 00:00:46.308
Но почему же эти газы поглощают

00:00:46.308 --> 00:00:48.362
свет определённого цвета?

00:00:48.362 --> 00:00:51.279
Вот тут нам пригодится
квантовая механика.

00:00:51.279 --> 00:00:53.637
Каждый атом и молекула обладает
заданным числом

00:00:53.637 --> 00:00:56.968
возможных энергетических уровней
для своих электронов.

00:00:56.968 --> 00:00:58.979
Чтобы переместить электроны

00:00:58.979 --> 00:01:00.297
с основного уровня на уровень выше,

00:01:00.297 --> 00:01:03.701
молекуле нужно получить
определённое количество энергии.

00:01:03.701 --> 00:01:06.119
Ни больше, ни меньше.

00:01:06.119 --> 00:01:08.123
Молекула получает эту энергию
от света, который обладает

00:01:08.123 --> 00:01:11.292
таким количеством энергетических уровней,
что и сосчитать невозможно.

00:01:11.292 --> 00:01:14.657
Свет состоит
из крошечных частиц — фотонов.

00:01:14.657 --> 00:01:16.761
Количество энергии в каждом фотоне

00:01:16.761 --> 00:01:19.126
определяет его цвет.

00:01:19.126 --> 00:01:22.149
У красного цвета энергии
меньше и волны длиннее.

00:01:22.149 --> 00:01:25.823
У пурпурного — энергии больше,
а волны короче.

00:01:25.823 --> 00:01:28.642
Солнечный свет содержит
фотоны всех цветов радуги,

00:01:28.642 --> 00:01:30.663
поэтому молекулы газа
находят фотоны,

00:01:30.663 --> 00:01:33.270
несущие точный заряд энергии,

00:01:33.270 --> 00:01:35.024
необходимый им для сдвига электронов

00:01:35.024 --> 00:01:37.381
на следующий энергетический уровень.

00:01:37.381 --> 00:01:38.715
Когда молекула
находит подходящий фотон,

00:01:38.715 --> 00:01:40.644
этот фотон исчезает,

00:01:40.644 --> 00:01:41.965
поскольку его энергия
переходит к молекуле,

00:01:41.965 --> 00:01:44.765
а мы видим
пробел в цветовом спектре.

00:01:44.765 --> 00:01:47.887
Если фотон несёт
слишком много или мало энергии,

00:01:47.887 --> 00:01:49.366
молекуле остаётся только

00:01:49.366 --> 00:01:51.219
пропустить его.

00:01:51.219 --> 00:01:53.639
Именно поэтому стекло прозрачное.

00:01:53.639 --> 00:01:55.711
Атомы стекла не улавливают фотоны

00:01:55.711 --> 00:01:58.384
с энергетическими уровнями
видимого светового спектра,

00:01:58.384 --> 00:02:00.647
поэтому фотоны
проходят сквозь стекло.

00:02:00.647 --> 00:02:03.760
Итак, какие же фотоны предпочитает
углекислый газ?

00:02:03.760 --> 00:02:05.585
Где та тёмная полоса в нашей радуге,

00:02:05.585 --> 00:02:07.960
объясняющая глобальное потепление?

00:02:07.960 --> 00:02:09.788
Её там нет.

00:02:09.788 --> 00:02:11.952
Углекислый газ не поглощает

00:02:11.952 --> 00:02:13.286
свет от Солнца.

00:02:13.286 --> 00:02:14.507
Он улавливает свет от совершенно

00:02:14.507 --> 00:02:16.232
другого небесного тела,

00:02:16.232 --> 00:02:19.016
которое вроде и не излучает
никакого света —

00:02:19.016 --> 00:02:20.739
от Земли.

00:02:20.739 --> 00:02:22.175
Если вы не видели,

00:02:22.175 --> 00:02:23.876
чтобы Земля светилась,

00:02:23.876 --> 00:02:27.138
то это потому, что она
не излучает видимый свет.

00:02:27.138 --> 00:02:29.306
Земля излучает инфракрасный свет.

00:02:29.306 --> 00:02:30.920
Свет, видимый нашему глазу,

00:02:30.920 --> 00:02:32.992
включая все цвета радуги —

00:02:32.992 --> 00:02:35.422
это лишь малая часть
большего спектра

00:02:35.422 --> 00:02:37.825
электромагнитного излучения,

00:02:37.825 --> 00:02:40.198
который также содержит радиоволны,

00:02:40.198 --> 00:02:43.286
микроволновое, инфракрасное
и ультрафиолетовое излучение,

00:02:43.286 --> 00:02:45.103
рентгеновские и гамма-лучи.

00:02:45.103 --> 00:02:47.744
Кажется странной мысль о том,
что всё это свет,

00:02:47.744 --> 00:02:49.291
но фундаментальной разницы

00:02:49.291 --> 00:02:53.027
между видимым светом и другим
электромагнитным излучением нет.

00:02:53.027 --> 00:02:54.127
Это та же энергия,

00:02:54.127 --> 00:02:56.394
но на более высоком
или низком уровне.

00:02:56.394 --> 00:02:58.374
На самом деле, довольно самонадеянно

00:02:58.374 --> 00:03:01.969
ограничивать видимый свет
нашими возможностями.

00:03:01.969 --> 00:03:04.865
Змеи, например, видят инфракрасный свет,

00:03:04.865 --> 00:03:07.827
а птицы — ультрафиолетовый.

00:03:07.827 --> 00:03:09.907
Если бы наши глаза могли видеть свет

00:03:09.907 --> 00:03:12.283
с частотой 1900 МГц,

00:03:12.283 --> 00:03:13.423
то мобильный телефон
стал бы фонариком,

00:03:13.423 --> 00:03:14.425
а вышка сотовой связи —

00:03:14.425 --> 00:03:17.157
огромным маяком.

00:03:17.157 --> 00:03:19.315
Земля испускает
инфракрасное излучение,

00:03:19.315 --> 00:03:21.240
поскольку любой объект
с температурой

00:03:21.240 --> 00:03:24.468
выше абсолютного нуля излучает свет.

00:03:24.468 --> 00:03:26.726
Это называют тепловым излучением.

00:03:26.726 --> 00:03:28.158
Чем горячее становится объект,

00:03:28.158 --> 00:03:30.857
тем выше частота
излучаемого им света.

00:03:30.857 --> 00:03:32.561
Если нагреть железо,
оно станет излучать

00:03:32.561 --> 00:03:35.956
всё более высокие частоты
инфракрасного света,

00:03:35.956 --> 00:03:40.322
а затем, при температуре
около 450 градусов Цельсия,

00:03:40.322 --> 00:03:43.082
излучаемый свет перейдёт
в видимый нами спектр.

00:03:43.082 --> 00:03:45.310
Сначала железо
будет раскалено докрасна,

00:03:45.310 --> 00:03:46.606
а с повышением температуры

00:03:46.606 --> 00:03:48.112
засияет белым,

00:03:48.112 --> 00:03:51.166
со всеми частотами видимого света.

00:03:51.166 --> 00:03:52.857
Так устроены традиционные

00:03:52.857 --> 00:03:54.309
электрические лампы,

00:03:54.309 --> 00:03:56.187
и именно поэтому
они такие неэкономичные.

00:03:56.187 --> 00:04:00.265
95% испускаемого ими света
не видимо для наших глаз.

00:04:00.265 --> 00:04:02.174
Это тепловые потери.

00:04:02.174 --> 00:04:04.827
Инфракрасное излучение Земли
улетело бы в космос,

00:04:04.827 --> 00:04:07.358
если бы не молекулы парникового газа

00:04:07.358 --> 00:04:09.080
в нашей атмосфере.

00:04:09.080 --> 00:04:11.834
Так же как кислород предпочитает
фотоны тёмно-красного цвета,

00:04:11.834 --> 00:04:14.512
углекислый газ
и прочие парниковые газы

00:04:14.512 --> 00:04:17.153
улавливают инфракрасные фотоны.

00:04:17.153 --> 00:04:18.914
Такие фотоны содержат
количество энергии, необходимое

00:04:18.914 --> 00:04:22.084
для сдвига молекул газа
на высшие энергетические уровни.

00:04:22.084 --> 00:04:24.410
Молекула углекислого газа,

00:04:24.410 --> 00:04:26.727
поглотив инфракрасный фотон,

00:04:26.727 --> 00:04:29.182
почти сразу возвращается
к исходному энергетическому уровню

00:04:29.182 --> 00:04:32.714
и выбрасывает фотон
в случайном направлении.

00:04:32.714 --> 00:04:34.619
Некоторая часть этой энергии

00:04:34.619 --> 00:04:36.098
возвращается на поверхность Земли,

00:04:36.098 --> 00:04:37.639
вызывая потепление.

00:04:37.639 --> 00:04:39.447
Чем больше
углекислого газа в атмосфере,

00:04:39.447 --> 00:04:41.380
тем чаще инфракрасные фотоны

00:04:41.380 --> 00:04:43.558
будут возвращаться на Землю,

00:04:43.558 --> 00:04:45.124
изменяя наш климат.