रॉयल फ़ोटोग्राफ़िक सोसाइटी द्वारा "फ़ोटोग्राफ़र ऑफ़ द ईयर" के खिताब का दावा करते हुए, हम आपको फाइनलिस्ट की तस्वीरों का मूल्यांकन करने की पेशकश करते हैं। विजेता की घोषणा 7 अक्टूबर को की जाएगी और सर्वश्रेष्ठ कार्यों की प्रदर्शनी 7 अक्टूबर से 5 जनवरी तक लंदन के साइंस म्यूजियम में आयोजित की जाएगी।

संस्करण पीएम

किम कॉक्स द्वारा साबुन का बुलबुला संरचना

साबुन के बुलबुले अपने अंदर की जगह को अनुकूलित करते हैं और हवा की एक निश्चित मात्रा के लिए अपने सतह क्षेत्र को कम करते हैं। यह उन्हें कई क्षेत्रों में, विशेष रूप से, सामग्री विज्ञान के क्षेत्र में अध्ययन का एक उपयोगी वस्तु बनाता है। बुलबुले की दीवारें गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के तहत नीचे की ओर बहती प्रतीत होती हैं: वे ऊपर से पतली और नीचे मोटी होती हैं।

यास्मीन क्रॉफर्ड द्वारा "ऑक्सीजन अणुओं पर अंकन"

छवि फालमाउथ विश्वविद्यालय में फोटोग्राफी में मास्टर डिग्री के लिए लेखक की नवीनतम प्रमुख परियोजना का हिस्सा है, जहां फोकस मायालजिक एन्सेफेलोमाइलाइटिस पर था। क्रॉफर्ड का कहना है कि वह ऐसी छवियां बनाता है जो हमें अस्पष्ट और अज्ञात से जोड़ती हैं।

"अनंत काल का शांत", लेखक एवगेनी सामुचेंको

तस्वीर हिमालय में गोसाईकुंडा झील पर 4400 मीटर की ऊंचाई पर ली गई थी। आकाशगंगा एक आकाशगंगा है जिसमें हमारा सौर मंडल शामिल है: रात के आकाश में प्रकाश की एक अस्पष्ट लकीर।

डेविड स्पीयर्स द्वारा "कन्फ्यूज्ड फ्लोर बीटल"

यह छोटा कीट भृंग अनाज और आटे के उत्पादों को संक्रमित करता है। छवि को एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ के साथ लिया गया और फिर फोटोशॉप में रंगीन किया गया।

डेव वाटसन द्वारा उत्तरी अमेरिका नेबुला

उत्तरी अमेरिका नेबुला NGC7000 नक्षत्र सिग्नस में एक उत्सर्जन नीहारिका है। नेबुला का आकार उत्तरी अमेरिका के आकार जैसा दिखता है - आप मैक्सिको की खाड़ी को भी देख सकते हैं।

विक्टर सिकोरा द्वारा स्टैग बीटल

फोटोग्राफर ने पांच बार के आवर्धन के साथ प्रकाश माइक्रोस्कोपी का इस्तेमाल किया।

मार्ज ब्रैडशॉ द्वारा लवेल टेलीस्कोप

ब्रैडशॉ कहते हैं, "जब से मैंने इसे स्कूल फील्ड ट्रिप पर देखा है, तब से मैं जोडरेल बैंक में लवेल टेलीस्कोप से प्रभावित हूं।" वह उसके पहनावे को दिखाने के लिए कुछ और विस्तृत तस्वीरें लेना चाहती थी।

मैरी एन चिल्टन द्वारा "जेलिफ़िश अपसाइड डाउन"

तैरने के बजाय, यह प्रजाति अपना समय पानी में स्पंदन करने में बिताती है। जेलीफ़िश का रंग शैवाल खाने का परिणाम है।

संयुक्त राज्य अमेरिका के भौतिकविदों ने एक रिकॉर्ड संकल्प के साथ एक तस्वीर में व्यक्तिगत परमाणुओं को पकड़ने में कामयाब रहे, Day.Az Vesti.ru के संदर्भ में रिपोर्ट करता है

संयुक्त राज्य अमेरिका में कॉर्नेल विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने आधे से कम एंगस्ट्रॉम (0.39 ) के रिकॉर्ड रिज़ॉल्यूशन के साथ एक तस्वीर में व्यक्तिगत परमाणुओं को पकड़ने में कामयाबी हासिल की। पिछली तस्वीरों का आधा रिज़ॉल्यूशन था - 0.98 ।

शक्तिशाली इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी जो परमाणुओं को देख सकते हैं, लगभग आधी सदी से हैं, लेकिन उनका संकल्प दृश्य प्रकाश की लंबी तरंग दैर्ध्य द्वारा सीमित है, जो एक औसत परमाणु के व्यास से बड़ा है।

इसलिए, वैज्ञानिक लेंस के एक प्रकार के एनालॉग का उपयोग करते हैं जो इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी में छवि को केंद्रित और बड़ा करते हैं - वे एक चुंबकीय क्षेत्र हैं। हालांकि, चुंबकीय क्षेत्र में उतार-चढ़ाव परिणाम को विकृत करते हैं। विकृतियों को दूर करने के लिए, अतिरिक्त उपकरणों का उपयोग किया जाता है जो चुंबकीय क्षेत्र को सही करते हैं, लेकिन साथ ही इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप डिजाइन की जटिलता को बढ़ाते हैं।

इससे पहले, कॉर्नेल विश्वविद्यालय के भौतिकविदों ने इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप पिक्सेल ऐरे डिटेक्टर (ईएमपीएडी) विकसित किया था, जो जनरेटर की एक जटिल प्रणाली को प्रतिस्थापित करता है जो आने वाले इलेक्ट्रॉनों को एक छोटे से 128x128 पिक्सेल सरणी के साथ केंद्रित करता है जो व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉनों के प्रति संवेदनशील होता है। प्रत्येक पिक्सेल इलेक्ट्रॉन परावर्तन के कोण को दर्ज करता है; इसे जानकर, वैज्ञानिकों ने पाइकोग्राफी की तकनीक का उपयोग करके इलेक्ट्रॉनों की विशेषताओं का पुनर्निर्माण किया, जिसमें उस बिंदु के निर्देशांक भी शामिल हैं जहां से इसे छोड़ा गया था।

उच्चतम संकल्प में परमाणु

डेविड ए. मुलर एट अल। प्रकृति, 2018।

2018 की गर्मियों में, भौतिकविदों ने परिणामी छवियों की गुणवत्ता को रिकॉर्ड-ब्रेकिंग रिज़ॉल्यूशन में आज तक सुधारने का निर्णय लिया। वैज्ञानिकों ने 2डी सामग्री की एक शीट - मोलिब्डेनम सल्फाइड MoS2 - को एक जंगम बीम पर तय किया, और बीम को विभिन्न कोणों पर इलेक्ट्रॉन स्रोत की ओर मोड़कर इलेक्ट्रॉन बीम जारी किया। EMPAD और पाइकोग्राफी का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने व्यक्तिगत मोलिब्डेनम परमाणुओं के बीच की दूरी निर्धारित की और 0.39 के रिकॉर्ड रिज़ॉल्यूशन के साथ एक छवि प्राप्त की।

"वास्तव में, हमने दुनिया में सबसे छोटा शासक बनाया है," प्रयोग के लेखकों में से एक सोल ग्रुनर (सोल ग्रुनर) बताते हैं। परिणामी छवि में, सल्फर परमाणुओं को 0.39 के रिकॉर्ड रिज़ॉल्यूशन के साथ देखना संभव था। इसके अलावा, हम उस जगह को भी देखने में कामयाब रहे जहां ऐसा एक परमाणु गायब है (एक तीर द्वारा इंगित)।

रिकॉर्ड रिज़ॉल्यूशन पर सल्फर परमाणु

अब तक, वैज्ञानिक केवल आणविक संरचनाओं की उपस्थिति का अनुमान लगा सकते थे। आज, परमाणु बल माइक्रोस्कोपी की मदद से, एक अणु (26 कार्बन परमाणु और 14 हाइड्रोजन परमाणु) को जोड़ने वाले व्यक्तिगत परमाणु बंधन (प्रत्येक एक मिलीमीटर के कुछ दसियों मिलियनवें हिस्से) को काफी स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है।

प्रारंभ में, टीम ग्राफीन से बनी संरचनाओं के साथ काम करना चाहती थी, एक एकल-परत सामग्री जिसमें कार्बन परमाणुओं को हेक्सागोन्स में व्यवस्थित किया जाता है। कार्बन के छत्ते का निर्माण करते हुए, परमाणुओं को एक रैखिक श्रृंखला से षट्भुज में पुनर्व्यवस्थित किया जाता है; यह प्रतिक्रिया कई अलग-अलग अणुओं का उत्पादन कर सकती है।

बर्कले में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के एक रसायनज्ञ फेलिक्स फिशर और उनके सहयोगी यह सुनिश्चित करने के लिए अणुओं की कल्पना करना चाहते थे कि वे सही हैं।

एक चक्राकार, कार्बन युक्त अणु, जिसे 90 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर दो सबसे आम प्रतिक्रिया उत्पादों के साथ पुनर्गठन से पहले और बाद में दिखाया गया है। आकार: 3 एंगस्ट्रॉम या एक मीटर के तीन से दस अरबवें हिस्से के पार।

ग्राफीन नुस्खा का दस्तावेजीकरण करने के लिए, फिशर को एक शक्तिशाली इमेजिंग डिवाइस की आवश्यकता थी और एक परमाणु बल माइक्रोस्कोप में बदल गया जो कि कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के माइकल क्रॉमी के पास था।

गैर-संपर्क परमाणु बल माइक्रोस्कोपी (एनसी-एएफएम) अणुओं द्वारा उत्पन्न विद्युत बल को समझने के लिए बहुत पतले और संवेदनशील सेंसर का उपयोग करता है। टिप अणु की सतह के पास चलती है, विभिन्न आवेशों द्वारा विक्षेपित होने के कारण, परमाणु कैसे चलते हैं, इसकी एक छवि बनाते हैं।

एक गैर-संपर्क परमाणु बल माइक्रोस्कोप की एकल-परमाणु टिप एक तेज सुई के साथ सतह की "जांच" करती है। सुई अध्ययन के तहत वस्तु की सतह के साथ चलती है, जैसे फोनोग्राफ सुई एक रिकॉर्ड के खांचे से गुजरती है। परमाणुओं के अलावा, परमाणु बंधों की "जांच" करना संभव है

इसलिए टीम न केवल कार्बन परमाणुओं की कल्पना करने में कामयाब रही, बल्कि साझा इलेक्ट्रॉनों द्वारा बनाए गए उनके बीच के बंधन भी। उन्होंने कार्बन रिंग संरचनाओं को चांदी की प्लेट पर रखा और अणु को पुनर्गठित करने के लिए इसे गर्म किया। प्रशीतित प्रतिक्रिया उत्पादों में तीन अप्रत्याशित उत्पाद थे और वैज्ञानिकों द्वारा अपेक्षित केवल एक अणु था।

H2O पानी के अणु में एक ऑक्सीजन परमाणु होता है जो दो हाइड्रोजन परमाणुओं से जुड़ा होता है।

पानी के अणु में, मुख्य चरित्र ऑक्सीजन परमाणु है।

चूँकि हाइड्रोजन परमाणु एक-दूसरे को ध्यान से पीछे हटाते हैं, रासायनिक बंधों (परमाणुओं के नाभिक को जोड़ने वाली रेखाएँ) हाइड्रोजन - ऑक्सीजन के बीच का कोण सीधा (90 °) नहीं होता है, लेकिन थोड़ा अधिक - 104.5 ° होता है।

पानी के अणु में रासायनिक बंधन ध्रुवीय होते हैं, क्योंकि ऑक्सीजन ऋणात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉनों को अपनी ओर खींचती है, और हाइड्रोजन धनात्मक आवेशित इलेक्ट्रॉनों को खींचती है। नतीजतन, ऑक्सीजन परमाणु के पास एक अतिरिक्त नकारात्मक चार्ज जमा हो जाता है, और हाइड्रोजन परमाणुओं के पास एक सकारात्मक चार्ज होता है।

इसलिए, पानी का पूरा अणु एक द्विध्रुवीय है, यानी दो विपरीत ध्रुवों वाला एक अणु। पानी के अणु की द्विध्रुवीय संरचना काफी हद तक इसके असामान्य गुणों को निर्धारित करती है।

पानी का अणु एक हीरा चुंबक है।

यदि आप धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों के उपकेंद्रों को सीधी रेखाओं से जोड़ते हैं, तो आपको एक त्रि-आयामी ज्यामितीय आकृति मिलती है - एक टेट्राहेड्रोन। यह जल अणु की ही संरचना है।

जब पानी के अणु की स्थिति बदल जाती है, तो चतुष्फलक में भुजाओं की लंबाई और उनके बीच का कोण बदल जाता है।

उदाहरण के लिए, यदि जल का अणु वाष्प अवस्था में है, तो उसकी भुजाओं से बनने वाला कोण 104°27" होता है। जल अवस्था में, कोण 105°03" होता है। तथा बर्फ की अवस्था में कोण 109.5° होता है।

विभिन्न राज्यों के लिए पानी के अणु की ज्यामिति और आयाम
a - वाष्प अवस्था के लिए
बी - निम्नतम कंपन स्तर के लिए
सी - एक बर्फ क्रिस्टल के गठन के करीब के स्तर के लिए, जब पानी के अणु की ज्यामिति 3: 4: 5 के पहलू अनुपात के साथ मिस्र के दो त्रिकोणों की ज्यामिति से मेल खाती है।
डी - बर्फ की स्थिति के लिए।

यदि हम इन कोणों को आधे में विभाजित करते हैं, तो हमें कोण मिलते हैं:
104°27": 2 = 52°13",
105°03": 2 = 52°31",
106°16": 2 = 53°08",
109.5°: 2 = 54°32"।

इसका मतलब है कि पानी और बर्फ के अणु के ज्यामितीय पैटर्न के बीच प्रसिद्ध मिस्र का त्रिकोण है, जो सुनहरे अनुपात पर आधारित है - पक्षों की लंबाई 3:4:5 के रूप में 53 ° 08 के कोण के साथ संबंधित है।

पानी के अणु रास्ते में सुनहरे अनुपात की संरचना प्राप्त करते हैं, जब पानी बर्फ में बदल जाता है, और इसके विपरीत, जब बर्फ पिघलती है। जाहिर है, इस राज्य के लिए पिघला हुआ पानी मूल्यवान है जब निर्माण में इसकी संरचना सुनहरे खंड के अनुपात में होती है।

अब यह स्पष्ट हो गया है कि 3:4:5 के पहलू अनुपात के साथ प्रसिद्ध मिस्र का त्रिकोण पानी के अणु के राज्यों में से एक से "लिया" गया है। पानी के अणु की एक ही ज्यामिति मिस्र के दो समकोण त्रिभुजों द्वारा बनाई गई है जिनका एक सामान्य पैर 3 के बराबर है।

जल अणु, जो स्वर्णिम अनुपात के अनुपात पर आधारित है, दिव्य प्रकृति की एक भौतिक अभिव्यक्ति है, जो जीवन के निर्माण में शामिल है। यही कारण है कि सांसारिक प्रकृति में वह सामंजस्य है जो पूरे ब्रह्मांड में निहित है।

और इसलिए प्राचीन मिस्रियों ने संख्या 3, 4, 5 को देवता बना दिया, और त्रिभुज को ही पवित्र माना जाता था और इसके गुणों, किसी भी संरचना, घरों, पिरामिडों और यहां तक ​​​​कि खेतों के अंकन में इसके सामंजस्य को रखने की कोशिश की जाती थी। वैसे, यूक्रेनी झोपड़ियों को भी सुनहरे अनुपात का उपयोग करके बनाया गया था।

अंतरिक्ष में, एक पानी का अणु एक निश्चित मात्रा में रहता है, और एक घूंघट के रूप में एक इलेक्ट्रॉन खोल के साथ कवर किया जाता है। यदि हम एक विमान में एक अणु के एक काल्पनिक मॉडल के दृश्य की कल्पना करते हैं, तो यह एक तितली के पंखों की तरह दिखता है, एक एक्स-आकार के गुणसूत्र की तरह, जिसमें एक जीवित प्राणी का जीवन कार्यक्रम दर्ज किया जाता है। और यह एक सांकेतिक तथ्य है कि जल अपने आप में सभी जीवित चीजों का एक अनिवार्य तत्व है।

यदि हम मात्रा में पानी के अणु के काल्पनिक मॉडल की कल्पना करते हैं, तो यह एक त्रिकोणीय पिरामिड का आकार देता है, जिसमें 4 चेहरे होते हैं, और प्रत्येक चेहरे में 3 किनारे होते हैं। ज्यामिति में त्रिभुजाकार पिरामिड को चतुष्फलक कहते हैं। ऐसी संरचना क्रिस्टल की विशेषता है।

इस प्रकार, पानी का अणु एक मजबूत कोने की संरचना बनाता है, जिसे यह वाष्प अवस्था में, बर्फ में संक्रमण के कगार पर और जब यह बर्फ में बदल जाता है, तब भी बरकरार रखता है।

यदि पानी के अणु का "कंकाल" इतना स्थिर है, तो उसकी ऊर्जा "पिरामिड" - टेट्राहेड्रोन भी अडिग रहती है।

विभिन्न परिस्थितियों में पानी के अणु के ऐसे संरचनात्मक गुणों को दो हाइड्रोजन परमाणुओं और एक ऑक्सीजन परमाणु के बीच मजबूत बंधनों द्वारा समझाया गया है। यह बंधन आसन्न पानी के अणुओं के बीच के बंधन से लगभग 25 गुना अधिक मजबूत होता है। इसलिए, पानी के एक अणु को दूसरे से अलग करना आसान है, उदाहरण के लिए, गर्म होने पर, पानी के अणु को नष्ट करने की तुलना में।

ओरिएंटल, इंडक्शन, फैलाव इंटरैक्शन (वैन डेर वाल्स फोर्स) और हाइड्रोजन और पड़ोसी अणुओं के ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच हाइड्रोजन बॉन्ड के कारण, पानी के अणु यादृच्छिक सहयोगी के रूप में बनने में सक्षम होते हैं, अर्थात। एक व्यवस्थित संरचना नहीं है, और क्लस्टर एक निश्चित संरचना वाले सहयोगी हैं।

आंकड़ों के अनुसार, साधारण पानी में यादृच्छिक सहयोगी होते हैं - 60% (विघटित पानी) और क्लस्टर - 40% (संरचित पानी)।

रूसी वैज्ञानिक एस वी जेनिन द्वारा किए गए शोध के परिणामस्वरूप, स्थिर लंबे समय तक रहने वाले जल समूहों की खोज की गई।

जेनिन ने पाया कि पानी के अणु शुरू में एक डोडेकाहेड्रॉन बनाते हैं। चार डोडेकाहेड्रोन एक साथ जुड़कर पानी का मुख्य संरचनात्मक तत्व बनाते हैं - एक समूह जिसमें 57 पानी के अणु होते हैं।

एक क्लस्टर में, डोडेकेहेड्रोन के आम चेहरे होते हैं, और उनके केंद्र एक नियमित टेट्राहेड्रोन बनाते हैं। यह हेक्सामर्स सहित पानी के अणुओं का एक थोक यौगिक है, जिसमें सकारात्मक और नकारात्मक ध्रुव होते हैं।

हाइड्रोजन ब्रिज पानी के अणुओं को विभिन्न तरीकों से संयोजित करने की अनुमति देते हैं। इसके कारण, पानी में अनंत प्रकार के समूह देखे जाते हैं।

मुक्त हाइड्रोजन बांड के कारण क्लस्टर एक दूसरे के साथ बातचीत कर सकते हैं, जिससे षट्भुज के रूप में दूसरे क्रम की संरचनाओं की उपस्थिति होती है। इनमें 912 पानी के अणु होते हैं, जो व्यावहारिक रूप से बातचीत करने में असमर्थ होते हैं। ऐसी संरचना का जीवनकाल बहुत लंबा होता है।

यह संरचना, 6 समचतुर्भुज चेहरों के एक छोटे से तेज बर्फ के क्रिस्टल के समान, एस.वी. जेनिन ने इसे "पानी का मुख्य संरचनात्मक तत्व" कहा है। कई प्रयोगों ने पुष्टि की है कि पानी में ऐसे क्रिस्टल के असंख्य हैं।

ये बर्फ के क्रिस्टल लगभग एक दूसरे के साथ बातचीत नहीं करते हैं, इसलिए वे अधिक जटिल स्थिर संरचनाएं नहीं बनाते हैं और आसानी से एक दूसरे के सापेक्ष अपने चेहरे को स्लाइड करते हैं, जिससे तरलता पैदा होती है। इस अर्थ में, पानी एक सुपरकूल्ड घोल जैसा दिखता है जो किसी भी तरह से क्रिस्टलीकृत नहीं हो सकता है।