Физика/Информатика

В Шотландии найдена таблица Менделеева, которой более 130 лет

ProgrammerForever — Thu, 03 Jan 2019 00:33:25 GMT

ООН объявила 2019 год «Международным годом периодической таблицы химических элементов».

В Шотландии, в Сэнт-Эндрюсском университете во время очередной уборки, нашли, возможно, самую старую таблицу Менделеева, сохранившуюся до наших дней. Найденная таблица содержит всего 71 элемент и была издана на немецком языке. В настоящее время таблица содержит 118 элементов (+8 гипотетических).

Найденная таблица была напечатана в Вене, и была приобретена в 1888 году сотрудником университета за 3 гольдмарки.

В 2019 году таблицу покажут публике, а также проведут мероприятия, посвященные юбилейной дате - 150-летию открытия таблицы Менделеева.

В настоящее время найденная таблица находится в специальных условиях из-за своей хрупкости.

Одно из неправильных применений науки

ProgrammerForever — Wed, 17 Jan 2018 13:49:47 GMT

Наука и технологии должны служить людям и делать их жизнь проще и лучше, но это не всегда так. Часто движущей силой технологий выступает военно-промышленный комплекс. В этом видео подробно оказано устройство одной из ядерных бомб. В её создании принимал участие мой любимый физик - Ричард Фейнман.

Простой калькулятор систем счисления онлайн

ProgrammerForever — Thu, 21 Dec 2017 06:02:37 GMT

Иногда нужно быстро перевести число в другую систему счисления. Этот калькулятор поможет вам перевести числа между популярными системами счисления.

Конвертация чисел

Для принятие изменений кликните по любой ячейке или введите число и нажмите Enter

Фейнмановские лекции по физике на русском языке (1 лекция)

ProgrammerForever — Tue, 05 Dec 2017 13:31:48 GMT

Твердое тело, жидкость, газ. И это всё?!

ProgrammerForever — Fri, 10 Nov 2017 08:39:16 GMT

В школьном курсе физики, говоря о состояниях вещества, обычно говорят только о трёх: твердом теле, жидкости, и газе. Но это далеко не всё. Изменяя температуру и другие параметры (плотность, давление и т.п.) можно получить другие состояния вещества. Например, повышая температуру газа, получим плазму - сильно ионизированный газ. Это состояние вещества нам хорошо знакомо - это обычный огонь, или плазма в газоразрядных лампах дневного света. Понижая температуру, можно получить кондtнсат Бозе-Эйнштейна, когда атомы начинают вести себя как волны, и при определенной температуре они испытывают кризис идентичности, т.е. начинают вести себя как один объект. Смотрите видео об этом экзотическом состоянии..

Другие агрегатные состояния (на Wikipedia):

О двенадцатеричной системе счисления

ProgrammerForever — Tue, 07 Nov 2017 06:18:05 GMT

Мы пользуемся десятичной системой счисления и привыкли к ней. Но, на самом деле, есть более интересные системы. Например двенадцатеричная. В ней 12 чисел вместо 10ти привычных. 12 делится на 1,2,3,4,6,12. А 10 только на 1,2,5,10. Об этом и другом - в этом видео.

Визуализация клеточных процессов

ProgrammerForever — Sun, 22 Oct 2017 17:58:13 GMT

В этом видео показаны некоторые внутриклеточные процессы. Они очень сильно упрощены, но даже в таком примитивном виде они кажутся чем-то очень сложным и невозможным. Такие видео заставляют задуматься о происхождении жизни. Приятного просмотра!

Физика. Лабораторные работы Пёрышкина, которых нет в старых учебниках

ProgrammerForever — Sun, 22 Oct 2017 17:19:54 GMT

По новой программе по физике для 7-9 классов (Пёрышкин) в перечень лабораторных работ добавлено несколько пунктов, которых нет в старых учебниках.

Измерение относительной влажности воздуха
Измерение радиационного фона
Наблюдение сплошного и линейчатых спектров испускания

Эти лабораторные работы можно скачать, распечатать и подшить. Такая методичка не вызовет претензий у проверяющих органов, и позволит полноценно провести все работы.

Cкачать все 3 работы в формате pdf можно тут:

Лаб. работы.zip (400 кБ)

Для просмотра pdf файлов я могу порекомендовать простую и бесплатную программу FoxitReader

Информатика. Кодирование звука

ProgrammerForever — Sun, 22 Oct 2017 16:48:16 GMT

Звук, который мы слышим, представляет из себя волну с постоянно меняющейся амплитудой (A) и частотой (w). Чем выше амплитуда, тем громче кажется звук. Чем больше частота, тем звук выше (писк комара имеет бОльшую частоту, чем, например, мяуканье кошки).


Рис. 1	Временная развёртка звука

Люди смогли придумать способ заставить компьютер "слышать" и "говорить", т.е. запоминать и воспроизводить звук.

За оцифровку, т.е. преобразование звука (понятного человеку) в числа (понятные компьютеру) отвечает Аналогово-Цифровой Преобразователь (сокращённо АЦП).
Декодирование, т.е. преобразование чисел (понятных компьютеру) в звук (понятный человеку) делают с помощью Цифро-Аналогового Преобразователя (сокращённо ЦАП).


Рис. 2	Функции ЦАП и АЦП

Оба этих устройства содержатся в так называемой звуковой карте.

Рассмотрим подробнее процесс оцифровки звука.

Непрерывный сигнал с микрофона поступает на Аналогово-Цифровой Преобразователь (АЦП). АЦП измеряет амплитуду сигнала несколько тысяц раз в секунду, каждый раз запоминая число.


Рис. 3	Амплитудно-импульсная модуляция

Таким образом, вместо гладкой функции получаются "ступеньки". Числа есть уровни громкости.

Характеристики оцифрованного звука.
Их всего две:
Глубина кодирования звука (S) - количество бит, используемые для хранения одной выборки.
Например. Если бит всего 2, то различных уровней громкости :

Двоичное представление	Десятичное представление
00	0
01	1
10	2
11	3
Итого - 4 разных уровня громкости

Табл. 1

Уровни громкости для глубины кодирования в 2 бита

Количество различных уровней громкости (N) равно 2 в степени глубины дискретизации.


Рис. 4	Связь количества уровней громкости с глубиной кодирования звука

Современные аудиоплаты поддерживают 24-битный звук. Это значит, что всего уровней громкости:

N=2^S=2²⁴=16 777 216

.
Т.е "ступеньки" будут иметь почти 17 миллионов уровней. Это очень качественный звук.

Второй характеристикой является частота дискретизации (D). Эта величина показывает сколько раз в секунду АЦП отсылает в компьютер число.

Эта величина измеряется в Герцах. Если, например, частота дискретизации D равна 4 кГц, это значит, что звук "забирается" с микрофона 4 000 раз в секунду.

Если, например, говорится, что звук измеряется каждые 0,0001 секунды, значит

D = 1/0,0001=10 000 Гц = 10 кГц

Чтобы вычислить Объём звуковой информации (I) (объём, занимаемый звуком в памяти компьютера), нужно умножить длительность звука (t) (в секундах) на частоту дискретизации (D)(в герцах) на глубину кодирования звука (S) (в битах).

I = D * S * t

Например, есть такая задача:
Звук воспроизводится в течении 10 секунд при частоте дискретизации 22,05 кГц и притом звуковая плата работала в режиме с 256 уровнями громкости. Найти объём, занимаемый звуковым файлом (в байтах).
Решение:
Нужно найти объём звука в байтах. Формула для нахождения:
I = D * S * t, где
I - Объём звуковой информации;
t - Длительность звука;
S - Глубина кодирования звука;

Известны все величины, кроме глубины кодирования. Но у нас есть количество уровней громкостей N.
Чтобы найти N, воспользуемся формулой:
N = 2^S;
256 = 2^S;
Если подобрать S на калькуляторе, можно получить число 8;
Подставляем в итоговую формулу:
I = D * S * t = (22,05 * 1000) * 8 * 10 = 1764000 бит = (1764000 / 8) байт = 220500 байт;
Ответ: Объём звука - 220500 байт;

Cкачать всю статью целиком можно тут:

Урок3.zip (62 кБ)

Информатика. Кодирование графики

ProgrammerForever — Sun, 22 Oct 2017 16:32:54 GMT

Графическое представление информации

В компьютере растровые рисунки рисуются в системе координат, схожей с той, которую мы используем в математике.


Рис. 1	Система координат

Рисунок представляет собой совокупность точек на плоскости, каждая из которой имеет свой цвет. Эти точки называются пикселями (от англ. pixel - "точка").


Рис. 2	Рисуем растровую картинку

Простейший рисунок состоит из двух цветов - чёрного и белого. Т.к. цветов два, то и для кодирования одной точки нам понадобится один бит. Для примера положим, что "0" соответствует белому цвету, а "1" - чёрному.


Рис. 3	Кодируем цвета

Далее просто переписываем числа слева-направо и сверху-вниз, как при обычном письме. А потом переводим двоичные числа в привычные нам десятичные.


Рис. 4	В итоге получаем числа

Но чёрно-белые принтеры и мониторы давно устарели. У человека цветное зрение и ему намного комфортнее смотреть на цветные картинки.

Цветные картинки кодируются схожим образом, только каждый пиксел "весит" побольше.

Информационный объём одного пиксела называется глубиной цвета

. Например, в большинстве сотовых телефонов глубина цвета экрана составляет 16 бит. Это значит, что каждый пиксел занимает 16 бит.

Как узнать сколько цветов может отобразить такой экран? Пойдём от простого к сложному. Самый простой "монитор" - лампочка может отобразить 2 цвета: белый и чёрный (0 и 1). Это 1 бит. Если для кодирования используется 2 бита, то разных цветов уже 4 (00, 01, 10, 11). Если 3 бита - 8 цветов (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111). Несложно догадаться, что чтобы найти количество цветов, нужно возвести двойку в степень глубины цвета.


Рис. 5	Связь количества цветов и глубины цвета

Таким образом, если глубина цвета экрана равна 16 бит, то этот экран может отобразить
N=2¹⁶=65536 цветов.

Рассмотрим теперь как кодируется цвет на компьютерах. Чтобы закодировать любой цвет, достаточно трёх компонент цвета (эта цветовая схема называется RGB):

Красной(Red);
Зелёной(Green);
Синей(Blue);

Как и любая другая информация, информация о цвете пиксела кодируется в виде числа. Рассмотрим для примера 24битный цвет.
В каждом пикселе по 3 компонента, весь пиксел занимает 24 бита, значит на каждую компоненту приходится по
24:3=8 бит.


Рис. 6	RGB модель цвета

Задавая разные интенсивности для компонент получим разные цвета.

Теперь научимся считать сколько занимает та или иная картинка в памяти компьютера. Любая картинка имеет разрешение, т.е. количество столбцов и строчек (количество пикселей по горизонтали и вертикали).

Чтобы узнать количество точек (T), нужно перемножить высоту (a) и ширину (b) картинки (в пикселях);
Чтобы узнать информационный объём картинки (размер в битах), нужно перемножить количество точек (T) в картинки и глубину цвета (С);
Глубину цвета (С) можно найти зная количество цветов(N);


Рис. 7	Подсчёт размера картинки

Скачать всю статью целиком (+дополнения) можно тут:

Урок1.zip (309 кБ)

Двоичный:
Троичный:
Пятеричный:
Восьмеричный:
Десятичный:
Шестнадцатеричный: