Return to Video

Cum explică mecanica cuantică încălzirea globală - Lieven Scheire

  • 0:07 - 0:08
    Probabil ai auzit
  • 0:08 - 0:10
    că dioxidul de carbon încălzește Pământul,
  • 0:10 - 0:12
    dar cum funcționează?
  • 0:12 - 0:14
    E ca geamul unei sere
  • 0:14 - 0:16
    sau ca o pătură izolatoare?
  • 0:16 - 0:18
    Ei bine, nu în totalitate.
  • 0:18 - 0:19
    Răspunsul implică puțină
  • 0:19 - 0:22
    mecanică cuantică, dar nu îți face griji,
  • 0:22 - 0:24
    vom începe cu un curcubeu.
  • 0:24 - 0:26
    Dacă te uiți cu atenție la lumina ce trece
  • 0:26 - 0:27
    printr-o prismă
  • 0:27 - 0:30
    vei vedea zone negre
    în care benzile colorate lipsesc.
  • 0:30 - 0:32
    Unde s-au dus?
  • 0:32 - 0:33
    Până să ajungă la noi,
  • 0:33 - 0:35
    diferite gaze au absorbit acele
  • 0:35 - 0:38
    părți specifice din spectru.
  • 0:38 - 0:40
    De exemplu, oxigenul a luat
  • 0:40 - 0:42
    puțin din lumina roșie,
  • 0:42 - 0:45
    iar sodiul s-a extins
    pe două benzi de galben.
  • 0:45 - 0:46
    Dar de ce aceste gaze absorb
  • 0:46 - 0:48
    culori specifice ale luminii?
  • 0:48 - 0:51
    Aici intrăm pe tărâmul mecanicii cuantice.
  • 0:51 - 0:54
    Fiecare atom sau moleculă are un număr
  • 0:54 - 0:57
    de nivele de energie posibile
    pentru electronii săi
  • 0:57 - 0:59
    Pentru a trece electronii
    de pe nivelul fundamental
  • 0:59 - 1:00
    pe unul superior,
  • 1:00 - 1:04
    o moleculă trebuie să câștige
    o anumită cantitate de energie.
  • 1:04 - 1:06
    Nici mai mult, nici mai puțin.
  • 1:06 - 1:08
    Își ia acea energie de la lumină,
  • 1:08 - 1:11
    ce poate să aibă
    nenumărate nivele de energie.
  • 1:11 - 1:15
    Lumina constă în particule mici
    numite fotoni,
  • 1:15 - 1:17
    iar energia fiecărui foton
  • 1:17 - 1:19
    corespunde culorii sale.
  • 1:19 - 1:22
    Lumina roșie are energie mai mică
    și lungime de undă mai mare.
  • 1:22 - 1:26
    Lumina violet are energie mai mare
    și lungime de undă mai mică.
  • 1:26 - 1:29
    Lumina solară oferă
    toți fotonii curcubeului,
  • 1:29 - 1:31
    deci o moleculă de gaz poate alege
  • 1:31 - 1:33
    fotonii care poartă
    acea cantitate de energie
  • 1:33 - 1:35
    necesară pentru a trece molecula
  • 1:35 - 1:37
    pe nivelul de energie superior.
  • 1:37 - 1:39
    Când potrivirea are loc
  • 1:39 - 1:41
    fotonul dispare, în timp ce molecula
  • 1:41 - 1:42
    îi preia energia,
  • 1:42 - 1:45
    iar noi vom vedea o banda neagră
    în curcubeu.
  • 1:45 - 1:48
    Dacă un foton are prea multă
    sau prea puțină energie,
  • 1:48 - 1:49
    molecula nu are de ales
  • 1:49 - 1:51
    decât să-l lase să treacă.
  • 1:51 - 1:54
    De aceea sticla este transparentă.
  • 1:54 - 1:56
    Atomii din sticlă nu se potrivesc
  • 1:56 - 1:58
    cu nivelele de energie
    ale luminii vizibile,
  • 1:58 - 2:01
    astfel că fotonii trec prin ei.
  • 2:01 - 2:04
    Deci, ce fotoni preferă
    dioxidul de carbon?
  • 2:04 - 2:06
    Unde este banda neagră din spectru
  • 2:06 - 2:08
    ce explică încălzirea globală?
  • 2:08 - 2:10
    Păi, nu este acolo.
  • 2:10 - 2:12
    Dioxidul de carbon nu absoarbe
    lumina direct
  • 2:12 - 2:13
    de la Soare.
  • 2:13 - 2:16
    O absoarbe de la un alt corp ceresc.
  • 2:16 - 2:19
    Unul care nu pare să emită lumină deloc:
  • 2:19 - 2:21
    Pământul.
  • 2:21 - 2:23
    Dacă te întrebi de ce planeta noastră
  • 2:23 - 2:24
    nu pare că strălucește,
  • 2:24 - 2:27
    este pentru că Pământul
    nu emite lumină vizibilă.
  • 2:27 - 2:29
    Emite raze în infraroșu.
  • 2:29 - 2:31
    Lumina pe care o putem vedea
  • 2:31 - 2:33
    incluzând toate culorile curcubeului,
  • 2:33 - 2:35
    e doar o mică parte
    dintr-un spectru mai larg
  • 2:35 - 2:38
    al radiației electromagnetice,
  • 2:38 - 2:40
    ce include undele radio, microundele,
  • 2:40 - 2:43
    infraroșul, ultravioletele, razele X
  • 2:43 - 2:45
    și razele gamma.
  • 2:45 - 2:48
    Poate părea ciudat să le consideri
    tot lumină,
  • 2:48 - 2:49
    dar nu e nicio diferență majoră
  • 2:49 - 2:53
    între lumina vizibilă și alte radiații
    electromagnetice.
  • 2:53 - 2:54
    E aceeași energie,
  • 2:54 - 2:56
    dar pe un nivel superior sau inferior.
  • 2:56 - 2:58
    De fapt, e arogant să definim
  • 2:58 - 3:02
    termenul ca lumină vizibilă
    după limitările noastre.
  • 3:02 - 3:04
    Până la urmă, IR este vizibilă șerpilor
  • 3:04 - 3:07
    și UV e vizibilă păsărilor.
  • 3:07 - 3:10
    Dacă ochii noștri s-ar fi adaptat
    să vadă lumina
  • 3:10 - 3:11
    de 1900 MHz, atunci un telefon mobil
  • 3:11 - 3:13
    ar fi o lanternă
  • 3:13 - 3:14
    iar un turn de telefonie
  • 3:14 - 3:16
    ar fi ca un felinar.
  • 3:17 - 3:19
    Pământul emite IR
  • 3:19 - 3:21
    pentru că orice obiect cu temperatura
  • 3:21 - 3:24
    peste zero absolut emite lumină.
  • 3:24 - 3:26
    Asta se numește radiație termică.
  • 3:26 - 3:28
    Cu cât mai fierbinte devine obiectul,
  • 3:28 - 3:30
    cu atât mai mare frecvența luminii emise.
  • 3:31 - 3:32
    Când încălzești o bucată de fier,
  • 3:32 - 3:35
    va emite din ce în ce mai multe
    frecvențe IR,
  • 3:36 - 3:40
    și apoi, la o temperatură
    de aproximativ 450 C,
  • 3:40 - 3:43
    lumina va ajunge vizibilă.
  • 3:43 - 3:45
    La început, lumina va fi roșie.
  • 3:45 - 3:47
    Apoi, cu și mai multă căldură,
  • 3:47 - 3:48
    va străluci alb
  • 3:48 - 3:51
    cu toate frecvențele luminii vizibile.
  • 3:51 - 3:53
    Așa au fost becurile clasice
  • 3:53 - 3:54
    proiectate să funcționeze
  • 3:54 - 3:56
    și de ce sunt atât de ineficiente.
  • 3:56 - 4:00
    95% din lumina emisă este invizibilă
    ochilor noștri.
  • 4:00 - 4:02
    E irosită sub formă de căldură.
  • 4:02 - 4:05
    Radiația IR a Pământului
    s-ar disipa în spațiu
  • 4:05 - 4:07
    dacă nu ar fi gaze cu efect de seră
  • 4:07 - 4:08
    în atmosfera noastră.
  • 4:08 - 4:12
    Așa cum oxigenul preferă fotonii roșii,
  • 4:12 - 4:15
    dioxidul de carbon și alte gaze
    cu efect de seră
  • 4:15 - 4:17
    se potrivesc cu fotonii IR.
  • 4:17 - 4:19
    Aceștia oferă cantitatea de energie
  • 4:19 - 4:22
    pentru a trece moleculele de gaz
    pe nivelul de energie superior.
  • 4:22 - 4:25
    La scurt timp după ce o moleculă
    de dioxid de carbon
  • 4:25 - 4:27
    absoarbe un foton în IR,
  • 4:27 - 4:29
    va reveni la nivelul de energie inițial,
  • 4:29 - 4:32
    și va emite un foton în direcție
    aleatorie.
  • 4:32 - 4:35
    O parte din acea energie se va reîntoarce
  • 4:35 - 4:36
    pe suprafața Pământului,
  • 4:36 - 4:37
    înducând încălzire.
  • 4:37 - 4:40
    Cu cât mai mult dioxid de carbon
    e în atmosferă,
  • 4:40 - 4:42
    cu atât mai probabil acei fotoni IR
  • 4:42 - 4:43
    vor reveni pe Pământ
  • 4:43 - 4:45
    și ne vor modifica clima.
Title:
Cum explică mecanica cuantică încălzirea globală - Lieven Scheire
Speaker:
Lieven Scheire
Description:

Vedeți lecția completă: http://ed.ted.com/lessons/how-quantum-mechanics-explains-global-warming-lieven-scheire

Probabil ai auzit că dioxidul de carbon încălzește Pământul. Dar cum o face mai exact?
Lieven Scheire folosește curcubeul, un bec și puțină mecanică cuantică pentru a descrie știința din spatele încălzirii globale.

Lecție de Lieven Scheire, animație de STK Films.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:01

Romanian subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.