Интересные названия из механики и физики: Глоссарий по квантовой физике

Глоссарий по квантовой физике

Из книги Манжит Кумар. Эйнштейн, Бор и великий спор о природе реальности

В глоссарий входят термины, выделенные курсивом.

Абсолютно черное тело. Гипотетическое идеализированное тело, способное поглощать и испускать все падающее на него электромагнитное излучение. В лаборатории оно моделируется нагретым ящиком с крошечным отверстием в одной из его стенок.

Альфа-распад. Процесс радиоактивного распада ядра атома, в результате которого происходит испускание α-частицы.

Альфа-частица. Субатомная положительно заряженная частица, состоящая из двух связанных протонов и нейтронов. Испускается при альфа-распаде; идентична ядру атома гелия.

Амплитуда. Максимальное смещение в волне или при колебательном движении, равное половине расстояния от верхней точки волны (или колебания) до самой нижней точки.

В квантовой механике амплитуда процесса – это число, связанное с вероятностью осуществления данного процесса.

Атом. Наименьшая, химически неделимая часть элемента, состоящая из положительно заряженного ядра, окруженного системой отрицательно заряженных электронов. Поскольку атом нейтрален, число положительно заряженных протонов в ядре равно числу электронов.

Атомный номер (Z). Количество протонов в ядре атома. Атомный номер каждого элемента определен однозначно. Атомный номер водорода, ядро которого состоит из одного протона, вокруг которого вращается один электрон, равен 1. Уран с 92 протонами и 92 электронами имеет атомный номер 92.

Бета-частица. Быстро двигающийся электрон, испускаемый ядром радиоактивного элемента в результате превращения нейтрона в ядре атома в протон. Хотя β-частицы двигаются быстрее и обладают большей проникающей способностью, чем α-частицы, тонкая металлическая фольга может их остановить.

Броуновское движение. Хаотическое движение частичек пыльцы, взвешенных в жидкости. Впервые наблюдалось в 1827 году Робертом Броуном. В 1905 году Эйнштейн понял, что броуновское движение – результат случайных ударов частичек пыльцы молекулами жидкости.

Вектор скорости. Скорость тела в заданном направлении.

Вероятностная интерпретация. Предложенная Борном интерпретация волновой функции, согласно которой она позволяет вычислить только вероятность обнаружить частицу в данном месте. Это неотъемлемая часть положения, согласно которому квантовая механика может воспроизвести только относительные вероятности результатов измерения наблюдаемых величин и не может предсказать, каким будет результат данного эксперимента.

Волновая механика. Версия квантовой механики,

 предложенная Эрвином Шредингером в 1926 году.

Волновая функция (ψ). Математическая функция, описывающая волновые свойства системы частиц. Волновая функция определяет все, что можно знать о состоянии физической системы или частицы в квантовой механике. Например, с помощью волновой функции атома водорода можно вычислить вероятность обнаружить его электрон в определенной точке вблизи ядра. См. вероятностная интерпретация и уравнение Шредингера.

Волновой пакет.

 Суперпозиция большого числа различных волн, гасящих друг друга везде кроме небольшой, ограниченной области пространства; можно использовать для отображения частицы.

Волны материи. Когда поведение частицы демонстрирует волновой характер, ассоциирующаяся с нею волна называется волной материи или волной де Бройля. См. длина волны де Бройля.

Вынужденная (вторичная) эмиссия. Процесс, при котором падающий фотон не поглощается возбужденным атомом, а “вынуждает” его испустить еще один фотон той же частоты.

Гамма-лучи.

 Электромагнитное излучение очень малой длины волны. Самое проникающее из трех типов излучения, испускаемых радиоактивными веществами.

Гармонический осциллятор. Вибрирующая или колеблющаяся система, частота вибраций или колебаний которой не зависит от амплитуды.

Детерминизм. В классической механике: если в данный момент времени координаты и импульсы всех частиц во Вселенной известны, и известны также все силы, действующие между частицами, то можно, в принципе, определить состояние Вселенной в следующий момент времени. В квантовой механике в любой момент времени невозможно одновременно точно указать и координату, и импульс частицы. Такая теория приводит к недетерминистскому взгляду на процессы, происходящие во Вселенной: ее будущее, как и будущее отдельной частицы, не может быть в принципе определено.

Джоуль (Дж). Единица энергии, используемая в классической физике.  Лампочка мощностью сто ватт за секунду преобразует сто джоулей электрической энергии в тепло и свет.

Динамические переменные. Координата, импульс, потенциальная энергия, кинетическая энергия и другие величины, которые используются для характеристики состояния частицы.

Дифракция.

 Размывание волн при прохождении вблизи препятствия или через апертуру, такое как изменение структуры морских волн, попадающих в гавань через щель в ограждающей ее стене.

Длина волны (А). Расстояние между двумя последовательными самыми высокими или самыми низкими точками волны. Длина волны электромагнитного излучения определяет, к какой части электромагнитного спектра принадлежит данная волна.

Длина волны де Бройля. Длина волны частицы λ, связанная с ее импульсом p соотношением λ = h/p, где h – постоянная Планка.

Закон распределения Вина.

 Формула, выведенная Вильгельмом Вином в 1896 году и описывавшая распределение излучения абсолютно черного тела в согласии с доступными тогда экспериментальными данными.

Закон смещения Вина. В 1893 году Вильгельм Вин обнаружил, что при увеличении температуры абсолютно черного тела длина волны, соответствующая максимальной интенсивности излучения, сдвигается в область все более коротких длин волн.

Закон сохранения. Закон, устанавливающий, что данная физическая величина, такая как, например, импульс или энергия

, сохраняется во всех физических процессах.

Излучение. Излучение энергии частицами. В качестве примеров можно указать электромагнитное излучение, тепловое излучение и радиоактивность.

Излучение абсолютно черного тела. Электромагнитное излучение, испускаемое абсолютно черным телом.

Изотопы.  Различные формы одного и того же элемента. В ядрах атомов изотопов число протонов одинаково, они имеют один и тот же атомный номер, но число нейтронов различно. Например, имеется три изотопа водорода, в ядрах которых либо вообще нет нейтронов, либо есть один или два нейтрона. Химические свойства всех трех форм водорода одинаковы, но массы их атомов различны.

Импульс (р). Физическое свойство тела, равное произведению его массы на скорость тела.

Интерференция. Явление, описывающее взаимодействие двух распространяющихся волн. Там, где встречаются две впадины или два гребня волны, они объединяются, образуя новые, более глубокие впадины и более высокие гребни. Это называется конструктивной интерференцией. Однако там, где встречаются впадины и гребни, они гасят друг друга. Такой процесс называется деструктивной интерференцией.

Инфракрасное излучение. Электромагнитное излучение

 с длиной волны большей, чем у видимого красного света.

Квант. Термин введен Максом Планком в 1900 году для описания отдельных порций энергии, которые может испускать или поглощать осциллятор в модели, использованной Планком для вывода формулы, описывающей распределение излучения абсолютно черного тела. Энергия излучения из разного числа порций размера E = hν (квантов), где h – постоянная Планка, a ν – частота излучения. Слово “квант”, точнее квантованная величина, относится ко всем физическим свойствам микроскопических систем или тел, которые не являются непрерывными, но могут меняться только отдельными порциями.

Квантованная величина. Любая физическая величина, которая может принимать только дискретные значения, называется квантованной. В атоме имеются только дискретные уровни энергии, поэтому его энергия квантована. Спин электрона квантован, поскольку он может принимать только значения +1/2 (спин вверх) и -1/2 (спин вниз).

Квантовая механика.  Физическая теория атомного и субатомного мира, заменившая ту искусственно придуманную мешанину из классической механики и квантовых представлений, которая появилась между 1900 и 1925 годами. Совсем не похожие друг на друга матричная механика Гейзенберга и волновая механика Шредингера являются математически эквивалентными теориями, представляющими собой квантовую механику.

Квантовый прыжок (квантовый скачок). Переход электрона с одного энергетического уровня на другой внутри атома или молекулы благодаря испусканию или поглощению фотона.

Квантовый спин. Фундаментальное свойство частиц, не имеющее прямого аналога в классической физике. Любая попытка сравнить для наглядности “вращение” электрона с вращением волчка обречена на неудачу и не позволяет уяснить это квантовое понятие. Квантовый спин нельзя представить себе, используя термины, описывающие классическое вращение, поскольку он может принимать только строго определенные значения, равные либо целому, либо полуцелому числу постоянных Планка h деленных на 2π (величину ħ = h/2π называют h перечеркнутое). Говорят, что квантовый спин направлен либо вверх (по часовой стрелке), либо вниз (против часовой стрелки) относительно направления, в котором он измеряется.

Квантовое число. Числа, задающие квантованные физические величины, такие как энергия, квантовый спин или угловой момент. Например, квантованные уровни энергии атома водорода обозначаются набором чисел, начинающимися от n = 1 для основного состояния, где n — главное квантовое число.

Квант света. Название, впервые использованное Эйнштейном в 1905 году для обозначения частицы света, позднее получившей название фотон.

Кинетическая энергия. Энергия, связанная с движением тела. У покоящегося тела, планеты или частицы кинетической энергии нет.

Классическая механика. Название области физики (другое название – ньютоновская механика), восходящей к трем законам движения Ньютона), где такие свойства частицы, как координата и импульс, в принципе могут быть измерены одновременно и сколь угодно точно.

Классическая физика. Словосочетание, используемое в применении к любой неквантовой физике, такой как электромагнетизм и термодинамика. Хотя общую теорию относительности Эйнштейна физики считают “новой” физикой XX столетия, это, тем не менее, “классическая” теория.

Коллапс волновой функции. Согласно копенгагенской интерпретации, до тех пор, пока над микроскопическим объектом, например электроном, не выполнено наблюдение, он не существует нигде. Между двумя последовательными измерениями объект существует только как абстрактные возможности, описываемые волновой функцией. При наблюдении или измерении одно из “возможных” состояний электрона становится его “реальным” состоянием, а вероятности всех других состояний становятся равными нулю. Это неожиданное скачкообразное изменение волновой функции в результате акта измерения называется “коллапсом волновой функции”.

Коммутативность.  Говорят, что переменные А и В коммутируют, если А × В = В × А. Например, если А и B – числа 5 и 4, то 5 × 4 = 4 × 5. Перемножение чисел коммутативно, поскольку порядок, в котором они перемножаются, не имеет значения. Если же А и В – матрицы, то A × В не обязательно равно В × А. Когда такое происходит, говорят, что A и B не коммутируют.

Комплексное число. Число вида а + ib, где а и b — обычные, известные из арифметики, числа. Буква i обозначает квадратный корень из -1. Величина b называется мнимой частью комплексного числа.

Комптона эффект. Рассеяние фотонов электронами атомов, открытое американским физиком Артуром X. Комптоном в 1923 году.

Конденсационная камера (камера Вильсона). Прибор, изобретенный Ч.Т.Р. Вильсоном около 1911 года. Позволяет регистрировать частицы, наблюдая трек, оставленный ими в камере, заполненной перенасыщенным паром.

Копенгагенская интерпретация. Интерпретация квантовой механики, формулировка которой принадлежит главным образом жившему в Копенгагене Нильсу Бору. Противоречия между Бором и другими известными сторонниками копенгагенской интерпретации, например Вернером Гейзенбергом, сохранялись многие годы. Однако все соглашались с ее основными постулатами: принципом соответствия Бора, принципом неопределенности Гейзенберга, вероятностной интерпретацией волновой функции Борна, принципом дополнительности Бора и коллапсом волновой функции. Нет квантовой реальности кроме той, которая открывается нам при акте измерения или наблюдения. Поэтому бессмысленно говорить, что, например, электрон где-то существует, независимо от реального наблюдения. Бор и его сторонники утверждали, что квантовая механика – полная теория. Эйнштейн подвергал это утверждение сомнению.

Корпускулярно-волновой дуализм. В зависимости от эксперимента электроны и фотоны, материя и излучение могут вести себя как волны либо как частицы.

Кот Шредингера. Мысленный эксперимент, придуманный Эрвином Шредингером, суть которого состоит в том, что если справедливы положения квантовой механики, кот, до того как на него посмотрят, существует в суперпозиции состояний “мертвый” и “живой”.

Локальность. Требование, чтобы причина и вызванное ею следствие были привязаны к одному и тому же месту. Не допускается мгновенное действие на расстоянии. Если событие А является причиной события В, между этими двумя событиями должно пройти достаточно времени для того, чтобы сигнал от А, двигающийся со скоростью света, мог достичь В. Любая теория, в которой выполняется требование локальности, называется локальной. .

Матрицы. Таблицы чисел (или других элементов, таких как переменные), с которыми следует оперировать по особым алгебраическим правилам. Матрицы очень удобны для записи информации о физической системе. Квадратная матрица n × n имеет n столбцов и n рядов.

Матричная механика. Вариант квантовой механики, сформулированный Гейзенбергом в 1925 году, а затем развитый совместно с Максом Борном и Паскуалем Йорданом.

Мысленный эксперимент. Идеализированный, воображаемый эксперимент, цель которого – проверить непротиворечивость или границы применимости физической теории или концепции.

Наблюдаемая величина. Относящаяся к системе или телу динамическая переменная, которая в принципе может быть измерена. Так, координата, импульс и кинетическая энергия электрона — это наблюдаемые величины.

Нанометр (нм). Один нанометр равен одной миллиардной метра.

Нейтрон. Незаряженная частица, масса которой порядка массы протона.

Нелокальность. Возможность мгновенной передачи влияния от одной системы или частицы другой со скоростью, превосходящей предельное значение, равное скорости света. Это подразумевает, что причина может вызвать немедленное следствие в другом, находящемся на некотором расстоянии, месте. Любая теория, допускающая нелокальность, называется нелокальной. См. локальность.

Неравенство Белла. Математическое условие, выведенное Джоном Беллом в 1964 году и накладывающее ограничение на степень корреляции квантовых спинов перепутанных частиц. Это неравенство должно удовлетворяться в рамках любой теории с локальными скрытыми параметрами.

Общая теория относительности. Теория гравитации Эйнштейна, объясняющая гравитационные эффекты деформацией пространства-времени.

Основное состояние. Самое низкое энергетическое состояние атома. Все другие состояния атома называются возбужденными. В атоме водорода, находящемся в самом низком энергетическом состоянии, электрон занимает самый низкий энергетический уровень. Если электрон занимает любой другой энергетический уровень, атом водорода находится в возбужденном состоянии.

Период. Время, необходимое на то, чтобы одна длина волны прошла через фиксированную точку; или время, которое требуется, чтобы завершить один цикл колебаний или вибраций. Период обратно пропорционален частоте волны, колебаний или вибраций.

Периодическая таблица. Таблица, в которой химические элементы расположены по порядку в соответствии с их атомным номером. Демонстрирует периодичность химических свойств элементов.

Перепутывание. Квантовое явление, при котором две или более частиц оказываются неразрывно связанными независимо оттого, как далеко они разнесены.

Постоянная Планка (h).  Фундаментальная физическая постоянная, равная 6,626 × 10^-34 Дж, умноженных на секунду. Постоянная Планка лежит в основе квантовой физики. Именно потому, что постоянная Планка отлична от нуля, в атомном мире происходит разделение на кванты, квантование энергии и других физических величин.

Потенциальная энергия. Энергия, которой тело или система обладает в силу своего положения в пространстве или состояния. Так, высота тела над землей определяет его потенциальную энергию гравитационного притяжения.

Принцип дополнительности. Принцип, сформулированный и отстаиваемый Нильсом Бором, согласно которому корпускулярные и волновые свойства являются дополнительными, но взаимоисключающими. Дуальная природа света и материи похожа на две стороны одной монеты, которая может упасть на какую-то одну из сторон, но не обе одновременно. Например, можно поставить эксперимент, чтобы обнаружить волновые свойства либо корпускулярную природу объекта, но не их проявление одновременно.

Принцип запрета. Никакие два электрона не могут находиться в одном и том же квантовом состоянии, иначе говоря, иметь одинаковые наборы из четырех квантовых чисел.

Принцип неопределенности. Принцип, открытый Вернером Гейзенбергом в 1927 году, согласно которому невозможно одновременно измерить некоторые пары наблюдаемых величин, таких как координата и импульс или энергия и время, с точностью, превышающей предельное значение, выраженное через постоянную Планка h.

Принцип соответствия. Основополагающий принцип, сформулированный Бором: законы и уравнения квантовой физики переходят в законы и уравнения классической физики в тех случаях, когда можно не учитывать постоянную Планка.

Причинность. Каждое причина вызывает следствие.

Протон. Положительно заряженная частица, входящая в состав ядра атома.  Его заряд равен по величине, но противоположен по знаку заряду электрона, а масса примерно в две тысячи раз больше массы электрона.

Радиоактивность. Явление, при котором нестабильные атомные ядра спонтанно делятся, переходя в более стабильное состояние. Деление сопровождается испусканием альфа-, бета- или гамма-излучения. Этот процесс называется радиоактивностью (радиоактивным распадом).

Рассеяние. Изменение направления движения одной частицы другой частицей.

Реализм. Философское учение, постулирующее существование реальности независимо от познающего ее субъекта. Так, для реалиста Луна существует и тогда, когда на нее никто не смотрит.

Рентгеновские лучи (Х-лучи). Излучение, открытое в 1895 году Вильгельмом Рентгеном. За это открытие ему в 1901 году была присуждена первая Нобелевская премия. Позднее было показано, что рентгеновские лучи – электромагнитные волны с очень короткой длиной волны, испускаемые при бомбардировке мишени быстрыми электронами.

Свет. Человеческий глаз воспринимает только малую часть всех электромагнитных волн. Это видимые длины волн электромагнитного спектра, находящиеся между 400 нм (фиолетовый) и 700 нм (красный). Белый свет – смесь красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового. Когда пучок белого света проходит через стеклянную призму, он разделяется на разноцветные полосы, образуя след в виде радуги, называемый континуумом или непрерывным спектром.

Серии Бальмера. Набор линий испускания и поглощения в спектре водорода, связанных с перескоками электрона между вторым и более высокими энергетическими уровнями.

Скрытые параметры. Интерпретация квантовой механики, основанная на уверенности, что эта теория не является полной и что существует лежащий глубже уровень реальности, содержащий дополнительную, скрытую информацию о квантовом мире. Эта дополнительная информация существует в виде скрытых параметров, не наблюдаемых, но реальных физических величин. Определение скрытых параметров должно привести к точному, а не только к вероятностному, предсказанию результатов каждого измерения. Приверженцы этой теории верят, что она поможет вернуться к реальности, существующей независимо от наблюдателя, что отрицается копенгагенской интерпретацией.

Сопряженные переменные. Пара динамических переменных, таких как координата и импульс или энергия и время, для которых выполняются соотношения неопределенностей, называются сопряженными переменными или сопряженными парами.

Сохранение энергии. Закон, гласящий, что энергия не может быть ни произведена, ни уничтожена, а может только переходить из одной формы в другую. Например, когда яблоко падает с дерева, его потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию.

Спектральное распределение энергии излучения абсолютно черного тела. При любой заданной температуре определяет интенсивность электромагнитного излучения, испускаемого абсолютно черным телом для каждой длины волны (частоты).  Иногда просто говорят: спектр абсолютно черного тела.

Спектральные линии. Система разноцветных линий на черном фоне называется эмиссионным спектром. Серия темных линий на разноцветном фоне называется спектром поглощения. Каждый элемент имеет собственный уникальный набор спектральных линий излучения и поглощения, образованных соответственно при испускании или поглощении фотона, когда электроны внутри атома данного элемента перепрыгивают с одного энергетического уровня на другой.

Спектроскопия. Область физики, связанная с анализом и изучением спектров поглощения и излучения.

Специальная теория относительности. Теория, построенная Эйнштейном в 1905 году, где исследуются пространственно-временные отношения, при которых скорость света остается постоянной для любого наблюдателя, как бы быстро он ни двигался. “Специальная” она потому, что не рассматривает ускоряющиеся тела и гравитацию.

Спонтанная эмиссия. Самопроизвольное испускание фотона при переходе атома из возбужденного состояния в состояние с меньшей энергией.

Степени свободы. Говорят, что у системы имеется n степеней свободы, если для описания всех состояний системы необходимо n координат. Каждая степень свободы соответствует независимому направлению, в котором тело может двигаться, или система может изменяться. В нашем мире материальная точка обладает тремя степенями свободы. Они соответствуют трем направлениям, в которых она может двигаться: вверх и вниз, туда и сюда, из одной стороны в другую.

Суперпозиция. Квантовое состояние, составленное из двух или большего числа других состояний. С определенной вероятностью в таком состоянии могут проявляться свойства тех состояний, из которых оно составлено. См. Кот Шредингера.

Теорема Белла. Математически доказанное Джоном Беллом в 1964 году утверждение, согласно которому любая теория со скрытыми параметрами, предсказания которой согласуются с квантовой механикой, должна быть нелокальной. См. нелокальность.

Термодинамика. Обычно так называют область физики, в которой изучается превращение тепла в какую-либо другую форму энергии, или обратный процесс превращения энергии в тепло.

Термодинамики первый закон. Внутренняя энергия изолированной системы остается постоянной. Или: энергию нельзя ни создать, ни уничтожить (закон сохранения энергии).

Термодинамики второй закон. Тепло самопроизвольно не переходит от холодных к горячим телам. Существуют разные формулировки этого закона. Одна из них такова: энтропия замкнутой системы не может уменьшаться.

Тонкая структура. Расщепление энергетического уровня или спектральной линии на несколько отдельных уровней или линий.

Угловой момент. Свойство вращающегося тела, сходное с импульсом двигающегося по прямой тела. Угловой момент тела зависит от его массы, размера и скорости вращения. Тело, совершающее орбитальное движение, тоже обладает угловым моментом, зависящим от его массы, радиуса орбиты и скорости. В мире атомов угловой момент квантуется. Он может меняться только на величину, равную целому числу постоянных Планка, деленному на 2π.

Ультрафиолетовая катастрофа. В классической физике по мере увеличения частоты бесконечно возрастает спектральная плотность излучения абсолютно черного тела. На самом деле в природе ультрафиолетовой катастрофы, предсказанной классической теорией, не может быть.

Ультрафиолетовый свет. Электромагнитное излучение с длиной волны меньшей, чем у видимого фиолетового света.

Уравнения Максвелла. Выведенный Джеймсом Клерком Максвеллом в 1864 году набор из четырех уравнений, описывающий и объединяющий такие разные явления, как электричество и магнетизм, в электромагнетизм.

Уравнение Шредингера.  Основное уравнение волновой механики, выражающее собой одну из формулировок квантовой механики. Это уравнение управляет движением частицы или эволюцией физической системы, определяя зависимость волновой функции от времени. Имеется и другая форма этого уравнения, дающая как бы моментальный снимок происходящего. Его называют уравнением Шредингера, не содержащим времени.

Фотон. Квант электромагнитного излучения (в узком смысле – света), характеризующийся энергией Е = hν и импульсом р = h/λ, где ν – частота, а λ – длина волны излучения. Название введено американским химиком Гильбертом Льюисом в 1926 году. См. квант света.

Фотоэлектрический эффект. Испускание электронов с поверхности металла под действием электромагнитного излучения, частота которого превышает некоторое (для каждого металла – собственное) минимальное значение (длина волны меньше максимального значения), при котором фотоэлектрический эффект еще возможен.

Частота (ν). Число полных циклов, совершаемых при вибрации или колебании системы за секунду. Частота волны – число полных длин волн, проходящих через фиксированную точку за одну секунду. Единица измерения частоты – герц (Hz, Гц). При частоте 1 герц за одну секунду совершается один цикл колебаний или через данную точку проходит одна длина волны.

Щелочные металлы. Входящие в первую группу периодической таблицы элементы, такие как литий, натрий и калий, обладающие сходными химическими свойствами.

Электромагнетизм. До второй половины XIX столетия считалось, что электричество и магнетизм – два разных явления, каждое из которых описывается своей системой уравнений. Эксперименты Майкла Фарадея позволили Джеймсу Клерку Максвеллу построить теорию, объединившую электричество и магнетизм в электромагнетизм, и описать поведение электрического и магнитного полей системой из четырех уравнений.

Электромагнитные волны.  Генерируются колеблющимися электрическими зарядами. Различаются длиной волны (или, что то же самое, частотой). В пустом пространстве все электромагнитные волны распространяются с одинаковой скоростью, равной скорости света (приблизительно триста тысяч километров в секунду). Это является экспериментальным подтверждением того, что свет – электромагнитная волна.

Электромагнитное излучение. Электромагнитные волны, переносящие разное количество энергии, называются электромагнитным излучением. Низкочастотные волны, такие как радиоволны, испускают меньше электромагнитного излучения, чем высокочастотные волны, такие как гамма-лучи. Электромагнитные волны и электромагнитное излучение – взаимозаменяемые понятия. См. электромагнитные волны и излучение.

Электромагнитный спектр. Весь диапазон электромагнитных волн: радиоволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи и гамма-лучи.

Электрон. Отрицательно заряженная элементарная частица, которая, в отличие от протона и нейтрона, не состоит из других элементарных составляющих.

Электронвольт (эВ). Единица энергии, которая используется в атомной и ядерной физике, в физике элементарных частиц. Один электронвольт – порядка одной десятой миллиард миллиардной джоуля (1,6 × 10^-19 Дж).

Энергетические уровни. Набор дискретных разрешенных внутренних энергетических состояний атома, соответствующий его различным квантовым энергетическим состояниям.

Энергия. Физическая величина, которая может существовать в разных формах: кинетическая энергия, потенциальная энергия, химическая энергия, тепловая энергия и энергия излучения.

Энтропия. В XIX веке Рудольф Клаузиус определил изменение энтропии как количество тепла, получаемого или отдаваемого телом или системой, поделенное на температуру, при которой происходит передача тепла. Энтропия – мера беспорядка в системе: чем больше энтропия, тем больше беспорядок. В природе не могут происходить физические процессы, приводящие к понижению энтропии.

Эфир. Гипотетическая невидимая среда. Считалось, что эфир заполняет все пространство и является той средой, в которой распространяется свет и все другие электромагнитные волны.

Эффект Зеемана. Расщепление спектральных линий атома, помещенного в магнитное поле.

Эффект Штарка. Расщепление спектральных линий атома, помещенного в электрическое поле.

Ядро. Положительно заряженная масса в центре атома. Первоначально предполагалось, что ядро состоит только из протонов, но затем стало ясно, что в состав ядер входят и нейтроны. В ядре сосредоточена практически вся масса атома, но занимает оно только крошечную часть его объема. Ядра были открыты в 1911 году Эрнестом Резерфордом и его сотрудниками из Манчестерского университета.

 

Структура ЕГЭ 2022 по физике

ЕГЭ 2022 по физике состоит из 30 заданий: 23 заданий тестовой, 7 заданий письменной части. Задания разные по уровням сложности: 19 заданий базовой, 7 заданий повышенной и 4 задания высокой сложности. 

В тестовой части задания базовой и повышенной сложности: 15 заданий базовой сложности, 4 задания повышенной. В письменной части 3 задания повышенной сложности, 4 задания высокой сложности. 

В письменной части номера заданий соответствуют конкретным разделам физики: 

№3-8: кинематика
№9-13: термодинамика
№14-19: электродинамика
№20-21: квантовая физика
№1, 2, 22, 23: все разделы.

В письменной части разделение на темы не такое конкретное, но всё же есть структура: 

№24 – качественная задача на все разделы физики;
№25 – простая (для письменной части) задача на механику или термодинамику;
№26 – простая задача на электродинамику или квантовую физику;
№27 – сложная задача на термодинамику с элементами из других разделов;
№28, 29 – сложная задача на электродинамику с элементами из других разделов. Задача №28 – на подраздел электричества: электрическое поле, законы постоянного тока. №29 – на подраздел электромагнетизма;
№30 – сложная задача на механику.

Часть 1

№

Сложность

Формат

Перв. балл

Тема

Задание 1

Уровень сложности:  низкая

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  2

Физический смысл величин, законов и закономерностей

Задание 2

Уровень сложности:  повышенная

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  2

Графическое представление информации

Задание 3

Уровень сложности:  низкая

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  1

Кинематика. Динамика

Задание 4

Уровень сложности:  низкая

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  1

Законы сохранения в механике

Задание 5

Уровень сложности:  повышенная

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  1

Статика. Механические колебания и волны

Задание 6

Уровень сложности:  низкая

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  2

Механика

Задание 7

Уровень сложности:  низкая

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  2

Механика

Задание 8

Уровень сложности:  низкая

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  2

Механика

Задание 9

Уровень сложности:  низкая

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  1

Молекулярная физика

Задание 10

Уровень сложности:  низкая

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  1

Молекулярная физика

Задание 11

Уровень сложности:  повышенная

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  1

Термодинамика

Задание 12

Уровень сложности:  повышенная

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  2

Молекулярная физика и термодинамика

Задание 13

Уровень сложности:  низкая

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  2

Молекулярная физика и термодинамика. Изменение физических величин

Задание 14

Уровень сложности:  низкая

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  1

Электрическое поле. Законы постоянного тока

Задание 15

Уровень сложности:  низкая

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  1

Магнитное поле. Электромагнитная индукция

Задание 16

Уровень сложности:  низкая

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  1

Электромагнитные колебания и волны. Оптика

Задание 17

Уровень сложности:  повышенная

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  2

Электродинамика

Задание 18

Уровень сложности:  повышенная

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  2

Электродинамика. Изменение физических величин

Задание 19

Уровень сложности:  низкая

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  2

Электродинамика. Установление соответствия

Задание 20

Уровень сложности:  низкая

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  1

Основы СТО. Квантовая физика

Задание 21

Уровень сложности:  низкая

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  2

Основы СТО. Квантовая физика. Изменение физических величин

Задание 22

Уровень сложности:  низкая

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  1

Механика — квантовая физика. Показания измерительных приборов

Задание 23

Уровень сложности:  низкая

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  1

Механика — квантовая физика. Планирование эксперимента

Часть 2

№

Сложность

Формат

Перв. балл

Тема

Задание 24

Уровень сложности:  повышенная

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  3

Механика — квантовая физика, качественная задача

Задание 25

Уровень сложности:  повышенная

Формат ответа:  Развернутый

Первич. балл:  2

Механика. Молекулярная физика. Термодинамика (расчетная задача)

Задание 26

Уровень сложности:  повышенная

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  2

Электродинамика. Квантовая физика (расчётная задача)

Задание 27

Уровень сложности:  высокая

Формат ответа:  Краткий

Первич. балл:  3

Молекулярная физика. Термодинамика (расчетная задача высокого уровня)

Задание 28

Уровень сложности:  повышенная

Формат ответа:  Развернутый

Первич. балл:  3

Электродинамика (расчетная задача высокого уровня)

Задание 29

Уровень сложности:  высокая

Формат ответа:  Развернутый

Первич. балл:  3

Электродинамика (расчетная задача высокого уровня)

Задание 30

Уровень сложности:  высокая

Формат ответа:  Развернутый

Первич. балл:  4

Механика (расчетная задача высокого уровня с обоснованием)

Антон КРИВЦОВ: «В механике тебя научат не только решать, но и ставить задачи»

Политехнический университет славен выдающимися выпускниками, которые внесли огромный вклад в развитие вуза, науки и техники. Одним из таких выпускников был Павел Андреевич Жилин, доктор физико-математических наук, бывший заведующий кафедрой теоретической механики (сегодня — Высшая школа теоретической механики и математической физики — Примеч. Ред.). Любимый ученик знаменитого ученого-механика Анатолия Исаковича Лурье, Павел Андреевич связал всю свою жизнь с Политехом: он окончил кафедру механики и процессов управления (сегодня — Высшая школа механики и процессов управления — Примеч. Ред.) легендарного Физико-механического факультета ЛПИ (сегодня — Физико-механический институт — Примеч. Ред.), а с 1989 года и до последних дней жизни заведовал кафедрой теоретической механики, где поставил авторские курсы тензорной алгебры, теоретической механики и механики стержней, по которым и по сей день учатся студенты Политеха.

В феврале 2022 года, в год 80-летия со дня рождения Павла Андреевича ЖИЛИНА, его ученики и последователи вспоминают значимость его научной и организационно-преподавательской деятельности для Политехнического университета и всей отрасли механики. И сегодня в рубрике «Персона» ученик профессора Жилина, сменивший его на посту заведующего кафедрой теоретической механики, доктор физико-математических наук, профессор, член-корреспондент РАН Антон Кривцов расскажет об этом удивительном человеке и ученом, который давал студентам больше, чем просто знания, и заложил основы, по которым сегодня живет и развивается Высшая школа теоретической механики и математической физики.

– Антон Мирославович, профессор Жилин отдал большую часть своей жизни Политеху — более 45 лет он учился, работал и преподавал в нашем университете и, несомненно, оставил большой след в истории вуза. Каким вы помните Павла Андреевича?

– Павел Андреевич поступил на кафедру механики и процессов управления, основанную профессором Лурье, в 1959 году, а спустя 30 лет стал заведующим кафедрой теоретической механики, которой руководил более 15 лет. Он был уникальным человеком, с большой буквы — Ученым, Учителем и Философом. С ним было чрезвычайно интересно, и он мог серьезно повлиять на жизнь человека, который с ним общался. У Павла Андреевича была способность видеть природу вещей: там, где мы видели только поверхностные явления, он мог разглядеть причины и поэтому часто говорил то, что казалось на первый взгляд парадоксальным и вызывало непринятие у коллег. Но, что было удивительно, спустя некоторое время все убеждались, что он был прав.

– То есть коллеги Павла Андреевича могли не принимать его идеи?

– Конечно. И в этом есть определенная логика: представьте, человек работал всю жизнь в какой-то области, защитил кандидатскую, докторскую работы, основываясь на определенных положениях. И вдруг кто-то предлагает ему пересмотреть основы этих положений, говоря, что они не очень-то и хороши. Понятно, что у большинства людей это вызывает непринятие. Поэтому реакция на идеи Павла Андреевича была разная, но это никогда не отменяло огромного уважения к нему.

– А что касается студентов — как он строил преподавательский процесс?

– Наши студенты изучают вещи, которые кажутся чрезвычайно сложными, и у них может создаваться комплекс, что все это создано великими учеными, а они в этом все равно ничего не понимают, поэтому им остается только заниматься поверхностными задачами. Отличительный стиль преподавания Павла Андреевича заключался в том, что он старался воспитать в студентах уверенность в себе, привить им осознание, что мир познаваем. Он знал, как открыть студентам глаза на то, что человек способен понять сущность происходящего, и что именно это поможет ему двигаться вперед в науке.

– Это действительно больше, чем просто передача студентам знаний. А вы переняли у профессора Жилина это умение для вашей преподавательской работы?

– На основе общения с Павлом Андреевичем я сформулировал для себя и придерживаюсь позиции, что преподаватель должен научить, а не поставить диагноз. И я часто озвучиваю это нашим преподавателям, потому что, бывает, они допускают ошибку, начиная ругать студентов за то, что они что-то не выполняют или не понимают. Уверен, преподаватель должен работать с теми, кто к нему пришел учиться. И если у него больше половины студентов получают двойки, то это не значит, что они глупые — это значит, что преподаватель делает что-то не то.

– Хорошая позиция по отношению к студентам! Но я знаю, что помимо такой философии в отношении к преподаванию, профессор Жилин первым создал и ввел в университете курс по тензорной алгебре.

– Когда Павел Андреевич стал заведовать кафедрой теоретической механики, он провел большую работу для того, чтобы перевести на рациональную основу разделы классической механики, связанные с использованием тензорного исчисления. Он создал и ввел курс по тензорной алгебре для первокурсников. Некоторые преподаватели были этим решением недовольны, считая, что это сложная тема для вчерашних школьников, но студенты прекрасно ее осваивают. Для комплексного изучения механики такое решение очень важно, потому что разделы классической механики с использованием тензорного исчисления, тензора поворота используются в механике сплошной среды, и странно разговаривать о механике сплошной среды на одном математическом языке, а о теоретической механике — на другом. Курс Жилина и его книги дают новый взгляд и на классическую механику, и на подачу материала, и на само использование тензорного исчисления в классической механике.

– Получается, что преподавательская и научная деятельность профессора Жилина тесно переплетены. Какую роль он сыграл в развитии теоретической и классической механики?

– Одну из главных своих задач он видел в распространении применения механики на различные области физики. Механика, в принципе, строится рациональным образом, то есть на основе точных математических построений. Изначально математически определяется модель, потом она сравнивается с реальностью, делаются выводы и, если модель чем-то не устраивает, мы ее совершенствуем. С одной стороны, этот подход безусловно хорош, но на современном уровне развития науки он далеко не везде может использоваться. Свою задачу Павел Андреевич видел именно в распространении этого подхода на различные области физики, прежде всего на такую область, как электродинамика. Кроме этого, он много внимания уделял задачам, посвященным теории оболочек — этой теме были посвящены его кандидатская и докторская работы. Оболочка — это очень сложный математический объект, для которого мы должны учитывать форму поверхности, кривизну и связанные с ними сложности. Профессор Жилин построил теорию оболочек на несколько иных принципах, чем это было принято, и этот подход особенно актуален сейчас, когда теория оболочек используется не только для описания технических конструкций, но и таких физических объектов, как углеродные нанотрубки, графеновые резонаторы и многое другое.

– Как на практике применима эта теория?

– Исследования Павла Андреевича получили очень интересное продолжение, когда был открыт графен — принципиально двумерный материал, существование которого раньше в принципе было запрещено всеми законами физики. В графене только один слой атомов и его нельзя описывать так, как описывают обычный материал — это совершенно другая структура. И как раз теория Павла Андреевича отлично в этом случае подходит, потому что с ее точки зрения совершенно неважно, что это — какой-то конкретный материал или двумерная совокупность атомов. Его теория работает хорошо во всех этих случаях, и мне очень жаль, что он не успел заняться вопросами графена. Уверен, он бы сделал много интересного в этой области.

– У Павла Андреевича много учеников и последователей, которые продолжают его дела и весьма успешны в научном мире. Расскажите, кто из известных сегодня ученых являются учениками профессора?

– Трое учеников Павла Андреевича — члены-корреспонденты РАН. Это ваш покорный слуга — Антон Кривцов, Дмитрий Анатольевич Индейцев, научный руководитель ИПМаш РАН, и Хольм Альтенбах — немецкий ученый, который недавно стал иностранным членом РАН. Конечно, профессор Жилин воспитал много докторов наук и ярких ученых. Среди его учеников и последователей Елена Никитична Вильчевская, Сергей Николаевич Гаврилов, Елена Александровна Иванова — доктора наук, работающие в нашем университете. К слову, Елена Александровна провела огромную работу по публикациям трудов и книг Павла Андреевича, которые не были опубликованы при его жизни. Сейчас она развивает идеи Жилина в направлении исследований на стыке механики и электродинамики.

– В 2005 году вы заменили профессора Жилина на посту заведующего кафедрой теоретической механики. С тех пор кафедра выросла до Высшей школы теоретической механики. Как сегодня она развивается?

– В управлении высшей школой я стараюсь претворять в жизнь идею Павла Андреевича о развитии направлений, находящихся на стыке механики и других областей знаний. Так у нас появились Научно-образовательный центр «Газпромнефть-Политех» и Научно-образовательный центр «Биомеханика и медицинские технологии». Сегодня у нас много научных направлений, в частности, мы работаем над задачами распространения энергии на микроуровне — это пограничная область между механикой и физикой. Сейчас это одно из основных направлений фундаментальной научной деятельности в нашей высшей школе.

– Долгое время кафедра не была выпускающей, но вы добились того, чтобы принимать студентов и обучать их на программах бакалавриата и магистратуры «Механика и математическое моделирование».

– Это был завет Павла Андреевича — он был уверен, что условия выживаемости и развития кафедры в том, чтобы стать выпускающей. Когда я стал заведующим, первым делом начал работу по организации приема. Это было очень непросто, потому что в то время до вузов докатились последствия демографической ямы времен Перестройки, и они не могли набрать нужного количества студентов. Тогда я понял, что пока все идут в одну сторону, надо идти в другую — и мы организовали первый прием. Сперва у нас был небольшой набор — всего 10 человек. С каждым годом мы все больше разрастались, и в 2021 году мы приняли на первый курс 98 студентов.

– С 1 января 2022 года название высшей школы изменилось — она стала Высшей школой теоретической механики и математической физики. С чем это связано?

– К нашей высшей школе присоединилась кафедра математической физики. Это яркая кафедра с большой историей, и нам очень хотелось, чтобы эта история звучала и в названии. Кроме того, наша деятельность неразрывно связана с математической физикой и такое название, на мой взгляд, отлично отражает то, чем занимается наша высшая школа.

– Антон Мирославович, большое спасибо за такой интересный рассказ о Павле Андреевиче Жилине и его наследии. В завершение расскажите студентам, какова роль механики в современном мире и почему ее нужно изучать?

– На эту тему опять же хорошо сказал Павел Андреевич: «Механика — это тот инструмент, который позволяет изучать практически любые области знаний, связанные с окружающим нас миром». И это не только физика — механику можно распространить и на задачи, связанные с химией, биологией и даже с социальными науками. Поэтому те, кто проходят через школу механики, получают в руки инструмент для того, чтобы дальше свободно себя чувствовать практически в любой области. Я помню, когда сам выбирал между математикой и программированием, которые мне очень нравились, и механикой, я получил очень хороший совет, который звучал так: «В математике и программировании тебя научат хорошо решать задачи, а в механике тебя научат не только решать, но и ставить задачи». Тогда я понял, что это совсем другой уровень. Вот для этого и нужна механика.

Материал подготовлен Высшей школой теоретической механики и математической физики.

10 захватывающих книг о химии, механике, физике и конструировании для детей – Афиша

15 марта 2021

Здорово, что популярность науки растет — появляется больше изданий, которые помогут оторвать детей от гаджетов, заинтересовав их тем, как устроен окружающий мир. Вместе с крупнейшим книжным сервисом по подписке MyBook мы составили список научно-популярных книг, которые доказывают, что наука — это не скучно.

• Физика на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям

  От Ньютона до Хокинга

  Как объяснить ребенку законы физики, если у вас по этому предмету в школе была уверенная тройка? Книга Александра Никонова — увлекательный гид, где простым и доступным языком объясняются базовые понятия самой модной науки современности. Уверены, что взрослым тоже будет интересно, ведь здесь все — от простейших законов Ньютона и открытий Марии Склодовской-Кюри до теории Стивена Хокинга и квантовой физики. Благодаря подобной литературе дети могут по-настоящему заинтересоваться наукой, какими бы скучными ни были школьные уроки. 

  Купить

  mybook.ru

• Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева

  Когда долго наблюдаешь за ртутью

  Автор этой книги Сэм Кин в детстве разбил градусник и долго наблюдал за шариками ртути. Опасно, но как интересно! После этого волнующего события Сэм начал изучать химию и биографии ученых-химиков, а потом написал собственный научпоп, на пальцах объясняющий, как работает таблица Менделеева. В книге собрано множество любопытных фактов о химических элементах и их взаимодействии, историй из жизни ученых, великих открытий и казусов. Читается легко — «Исчезающая ложка» затягивает и удерживает внимание, как хороший блокбастер; химия, что ты делаешь, прекрати.

  Купить

  mybook.ru

• От динозавра до компота. Ученые отвечают на 100 (и еще 8) вопросов обо всем

  Политех отвечает

  Одна из лучших научно-популярных книг для детей, которая избавляет родителей от головной боли. Ребенок постоянно задает каверзные вопросы, а вам сложно сформулировать на них ответы? За вас это уже сделали ученые Политехнического музея, перед которыми стояла трудная задача — дать ответы на самые распространенные вопросы, например, почему земля круглая, а трава зеленая, таким образом, чтобы понял даже дошкольник. Получилось блестяще. Содержание сборника охватывает все научные сферы — от физики и химии до анатомии, биологии и антропологии. На самом деле, вовсе не обязательно дарить эту книгу детям — она и для вас окажется полезной.

  Купить

  mybook.ru

• Стивен Джобс

  Разрыв шаблона от Стива Джобса

  Современный родитель понимает, что у нового поколения свои герои. Малышам, которые с дошкольного возраста пользуются айфонами и эйрподсами, будет полезно узнать, откуда появились их любимые гаджеты. Эта биография Стивена Джобса написана специально для детей и подростков — только вдохновляющие факты, понятный язык, подборка вопросов-упражнений для лучшего усвоения прочитанного. Но главное, книга передает уникальный образ мышления Стива Джобса, его стремление к разрыву шаблонов и оригинальности. 

  Купить

  mybook.ru

• Научные задачи и развлечения

  Загадки и головоломки для развития логики

  Игра — лучший способ усвоить информацию и превратить учебный процесс из скучного в увлекательный. Эта книга — сборник научных игр, загадок, головоломок и задач. Ребенок может решать их самостоятельно или вместе со взрослыми: устройте семейное соревнование — кто решит больше задач и не ошибется? Отличный способ развить логическое мышление и смекалку, а заодно освежить школьные знания. Ведь мозг, как и мышцы, всегда должен быть в тонусе. Кстати, автор книги Яков Перельман — выдающийся советский ученый и педагог, написавший множество учебников по физике, геометрии и математике. 

  Купить

  mybook.ru

• Научные забавы. Интересные опыты, самоделки, развлечения

  Научные фокусы

  От теории к практике — когда все загадки от Якова Перельмана разгаданы, переходим к научным опытам. Все эти самоделки и фокусы Том Тит придумал для своего сына Жана еще в XIX веке, но согласитесь, подобные развлечения не устаревают. Если вы не знаете, как заинтересовать ребенка наукой и чем занять непоседу, то вооружайтесь сборником Тита — узнаете, как пробить монету иголкой, поднять шестнадцать несклеенных спичек со стола всего одной спичкой и надуть самый красивый мыльный пузырь. Некоторые опыты звучат как вызов — немедленно хочется осуществить, чтобы проверить, насколько все это возможно на самом деле.

  Купить

  mybook.ru

• Физика на каждом шагу

  Еще одна великая книжка Перельмана

  Не все учебники одинаково хороши. Классическое пособие Якова Перельмана — это простейший способ освоить базовые законы физики. Несмотря на то что книга была написана почти 90 лет назад, ее язык очень простой и доступный. Даже задачи преподнесены в формате увлекательных рассказов. Перельман объясняет, что физика — это не только формулы и теоремы, которые могут пригодиться разве что ученым. Мы сталкиваемся с ней каждый день, стоит только обратить внимание. Но самое интересное то, как понимание физики можно использовать на практике в обычной жизни. 

  Купить

  mybook.ru

• Самолеты и авиация

  Все о всем, что летает

  Главный герой этой книжки — забавный малыш Чевостик, который напоминает проказливого домового и живет на полке у дяди Кузи. Вместе они беседуют об истории авиации, самолетостроении, аэродинамике, устройстве аэропорта, великих летчиках и изобретателях, сделавших мечту о полете реальностью. Если вы хотите заинтересовать ребенка темой авиации и объяснить ему все нюансы в игровой форме, то лучше пособия не придумать. В книге собраны основные термины самолетостроения и простые схемы, с которыми разберутся даже младшие школьники. Теперь ребенок точно захочет стать летчиком.

  Купить

  mybook.ru

• Никола Тесла

  Нескучно о Тесле

  Эта биография понравится как детям, которые еще никогда не слышали о Тесле, так и взрослым, желающим познакомиться с фактами из жизни ученого. Каждая глава книги посвящена тому или иному изобретению Теслы и истории его создания. Никола Тесла был загадочным человеком, изобрел множество полезных вещей вроде многофазного генератора и двигателя переменного тока, а еще точно предсказал наше будущее. Да-да, Тесла был одержим созданием беспроводных технологий — именно его можно считать прадедушкой вайфая и блютуса. Он любил кормить голубей, спал по 2–3 часа в сутки, обладал феноменальной памятью.

  Купить

  mybook.ru

• Все об искусственном интеллекте за 60 минут

  Чего ждать от искусственного интеллекта

  Как не отстать от научного прогресса и быть в курсе основных изменений, происходящих в мире? Читайте с детьми такие книги, как эта. Автор рассказывает о создании искусственного интеллекта, появлении языков программирования и первых алгоритмов. Вы найдете ответы на актуальные вопросы, например, как роботы изменят нашу рутинную жизнь и что будет с человечеством в ближайшем будущем? А вдруг искусственный интеллект поработит людей? В чем его преимущество и опасность? Обо всем этом Бентли, эксперт в области ИИ, рассуждает с научной точки зрения, подкрепляя теории фактами.

  Купить

  mybook.ru

Подборки «Афиши»

 

«Горький в парке Горького»: чем заняться с детьми и подростками

Агрегаторы для поиска репетиторов: 10 лучших сайтов

Малефисента, Белль, Жасмин: как диснеевские героини из фильмов отличаются от своих анимационных прототипов

Игровые версии диснеевских мультфильмов

Мероприятия

 

Создайте уникальную страницу своего события на «Афише»

Это возможность рассказать о нем многомиллионной аудитории и увеличить посещаемость

• Абакан,
• Азов,
• Альметьевск,
• Ангарск,
• Арзамас,
• Армавир,
• Артем,
• Архангельск,
• Астрахань,
• Ачинск,
• Балаково,
• Балашиха,
• Балашов,
• Барнаул,
• Батайск,
• Белгород,
• Белорецк,
• Белореченск,
• Бердск,
• Березники,
• Бийск,
• Благовещенск,
• Братск,
• Брянск,
• Бугульма,
• Бугуруслан,
• Бузулук,
• Великий Новгород,
• Верхняя Пышма,
• Видное,
• Владивосток,
• Владикавказ,
• Владимир,
• Волгоград,
• Волгодонск,
• Волжский,
• Вологда,
• Вольск,
• Воронеж,
• Воскресенск,
• Всеволожск,
• Выборг,
• Гатчина,
• Геленджик,
• Горно-Алтайск,
• Грозный,
• Губкин,
• Гудермес,
• Дербент,
• Дзержинск,
• Димитровград,
• Дмитров,
• Долгопрудный,
• Домодедово,
• Дубна,
• Евпатория,
• Екатеринбург,
• Елец,
• Ессентуки,
• Железногорск,
• Жуковский,
• Зарайск,
• Заречный,
• Звенигород,
• Зеленогорск,
• Зеленоград,
• Златоуст,
• Иваново,
• Ивантеевка,
• Ижевск,
• Иркутск,
• Искитим,
• Истра,
• Йошкар-Ола,
• Казань,
• Калининград,
• Калуга,
• Каменск-Уральский,
• Камышин,
• Каспийск,
• Кемерово,
• Кингисепп,
• Кириши,
• Киров,
• Кисловодск,
• Клин,
• Клинцы,
• Ковров,
• Коломна,
• Колпино,
• Комсомольск-на-Амуре,
• Копейск,
• Королев,
• Коряжма,
• Кострома,
• Красногорск,
• Краснодар,
• Краснознаменск,
• Красноярск,
• Кронштадт,
• Кстово,
• Кубинка,
• Кузнецк,
• Курган,
• Курск,
• Лесной,
• Лесной Городок,
• Липецк,
• Лобня,
• Лодейное Поле,
• Ломоносов,
• Луховицы,
• Лысьва,
• Лыткарино,
• Люберцы,
• Магадан,
• Магнитогорск,
• Майкоп,
• Махачкала,
• Миасс,
• Можайск,
• Московский,
• Мурманск,
• Муром,
• Мценск,
• Мытищи,
• Набережные Челны,
• Назрань,
• Нальчик,
• Наро-Фоминск,
• Находка,
• Невинномысск,
• Нефтекамск,
• Нефтеюганск,
• Нижневартовск,
• Нижнекамск,
• Нижний Новгород,
• Нижний Тагил,
• Новоалтайск,
• Новокузнецк,
• Новокуйбышевск,
• Новомосковск,
• Новороссийск,
• Новосибирск,
• Новоуральск,
• Новочебоксарск,
• Новошахтинск,
• Новый Уренгой,
• Ногинск,
• Норильск,
• Ноябрьск,
• Нягань,
• Обнинск,
• Одинцово,
• Озерск,
• Озеры,
• Октябрьский,
• Омск,
• Орел,
• Оренбург,
• Орехово-Зуево,
• Орск,
• Павлово,
• Павловский Посад,
• Пенза,
• Первоуральск,
• Пермь,
• Петергоф,
• Петрозаводск,
• Петропавловск-Камчатский,
• Подольск,
• Прокопьевск,
• Псков,
• Пушкин,
• Пушкино,
• Пятигорск,
• Раменское,
• Ревда,
• Реутов,
• Ростов-на-Дону,
• Рубцовск,
• Руза,
• Рыбинск,
• Рязань,
• Салават,
• Салехард,
• Самара,
• Саранск,
• Саратов,
• Саров,
• Севастополь,
• Северодвинск,
• Североморск,
• Северск,
• Сергиев Посад,
• Серпухов,
• Сестрорецк,
• Симферополь,
• Смоленск,
• Сокол,
• Солнечногорск,
• Сосновый Бор,
• Сочи,
• Спасск-Дальний,
• Ставрополь,
• Старый Оскол,
• Стерлитамак,
• Ступино,
• Сургут,
• Сызрань,
• Сыктывкар,
• Таганрог,
• Тамбов,
• Тверь,
• Тихвин,
• Тольятти,
• Томск,
• Туапсе,
• Тула,
• Тюмень,
• Улан-Удэ,
• Ульяновск,
• Уссурийск,
• Усть-Илимск,
• Уфа,
• Феодосия,
• Фрязино,
• Хабаровск,
• Ханты-Мансийск,
• Химки,
• Чебоксары,
• Челябинск,
• Череповец,
• Черкесск,
• Чехов,
• Чита,
• Шахты,
• Щелково,
• Электросталь,
• Элиста,
• Энгельс,
• Южно-Сахалинск,
• Якутск,
• Ялта,
• Ярославль

ЭБС РГАУ-МСХА – Основы механики и молекулярная физика: учебное пособие

 

Название: Основы механики и молекулярная физика: учебное пособие Авторы: Хусаинов Шаукат Габдулхакович Организация: Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева Выходные сведения: Москва: РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева, 2020 Коллекция: Учебная и учебно-методическая литература Тематика: Физика; МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА; ГАЗЫ УДК: 531/534+539.1(075.6) ББК: 22.2+22.36я73 Тип документа: Учебник Тип файла: PDF Язык: Русский Код специальности ФГОС: 13. 03.01 Группа специальностей ФГОС: 130000 – Электро- и теплоэнергетика Дополнительно: Все документы Ключ записи: RU/ЦНБ имени Н.И. Железнова/SITEW-20200831-14-00-09-42894-71085 Разрешенные действия: – Действие ‘Прочитать’ будет доступно, если вы выполните вход в систему или будете работать с сайтом на компьютере в другой сети Группа: Анонимные пользователи Сеть: Интернет

Аннотация

В учебном пособии представлены теоретический материал, задачи и вопросы по первой части курса физики, которые будут использованы при проведении практических занятий и для составления контрольных работ, зачетных работ и экзаменационных билетов. Изложение теории носит, в основном конспективный характер, чтобы не дублировать содержание стандартных учебников. Учебное пособие адресовано студентам РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева всех специальностей для получения теоретических и практических навыков и углубления знаний по физике.

Права на использование объекта хранения

	Место доступа		Группа пользователей		Действие
	Локальная сеть РГАУ-МСХА		Все
	Интернет		Читатели
	Интернет		Все

Статистика использования

Парадоксы квантовой физики: чем удивительна квантовая реальность

«Если спросят, постоянно ли его положение, нужно сказать “нет”, если спросят, меняется ли оно со временем, нужно сказать “нет”. Если спросят, неподвижен ли он, нужно сказать “нет”, если спросят, движется ли он, нужно сказать “нет”». Парадоксы квантовой механики весьма трудны для восприятия, похожи на мистические откровения, и эти слова Роберта Оппенгеймера о поведении электрона вполне могли быть сказаны Лао Цзы за две с половиной тысячи лет до появления современной физики.

Роман Фишман

Введение. Принципиальная сложность понимания квантовой теории

Сложно представить, как выглядела бы наша цивилизация без классической физики и математики. Понятия об абсолютной «объективной реальности, существующей независимо от нашего сознания», о трехмерном евклидовом пространстве и равномерно текущем времени настолько глубоко укоренились в сознании, что мы не замечаем их. А главное, отказываемся замечать, что принципы квантовой физики применимы лишь в некоторых рутинных ситуациях и для объяснения устройства Вселенной оказываются попросту неверны.

Хотя нечто подобное уже столетия назад высказывалось восточными философами и мистиками, в западной науке впервые об этом заговорил Эйнштейн. Это была революция, которую наше сознание не приняло. Со снисходительностью мы повторяем: «все относительно», «время и пространство едины», — всегда держа в уме, что это допущение, научная абстракция, имеющая мало общего с нашей привычной устойчивой действительностью. На самом же деле как раз наши представления слабо соотносятся с действительностью — удивительной и невероятной.

После того как в общих чертах было открыто строение атома и предложена его «планетарная» модель, ученые столкнулись со множеством парадоксов, для объяснения которых появился целый раздел физики — квантовая механика. Она быстро развивалась и далеко продвинулась в объяснении Вселенной. Но объяснения эти настолько сложны для восприятия, что до сих пор мало кто может осознать их хотя бы в общих чертах.

Действительно, большинство достижений квантовой механики сопровождаются настолько сложным математическим аппаратом, что он попросту не переводится ни на один из человеческих языков. Это является одной из проблем квантовой физики в целом. Математика, как и музыка, предмет крайне абстрактный, и над адекватным выражением смысла, к примеру, свертывания функций или многомерных рядов Фурье ученые бьются до сих пор. Язык математики строг, но мало соотносится с нашим непосредственным восприятием.

Кроме того, Эйнштейн математически показал, что наши понятия времени и пространства иллюзорны. В действительности пространство и время нераздельны и образуют единый четырехмерный континуум. Представить его вряд ли возможно, ведь мы привыкли иметь дело только с тремя измерениями.

Планетарная теория. Волна или частица

До конца XIX века атомы считались неделимыми «элементами». Открытие радиации позволило Резерфорду проникнуть под «оболочку» атома и сформулировать планетарную теорию его строения: основная масса атома сосредоточена в ядре. Положительный заряд ядра компенсируется отрицательно заряженными электронами, размеры которых настолько малы, что их массой можно пренебречь. Электроны вращаются вокруг ядра по орбитам, подобно вращению планет вокруг Солнца. Эта теория квантовой физики весьма красивая, но она имеет ряд парадоксов.

Во-первых, почему отрицательно заряженные электроны не «падают» на положительное ядро? Во-вторых, в природе атомы сталкиваются миллионы раз в секунду, что ничуть не вредит им — чем объяснить удивительную прочность всей системы? Говоря словами одного из «отцов» квантовой механики Гейзенберга, «никакая планетная система, которая подчиняется законам механики Ньютона, никогда после столкновения с другой подобной системой не возвратится в свое исходное состояние». Кроме того, размеры ядра, в котором собрана практически вся масса, в сравнении с целым атомом чрезвычайно малы. Можно сказать, что атом — пустота, в которой с бешеной скоростью вращаются электроны. При этом такой «пустой» атом предстает как весьма твердая частица. Объяснение этому явлению выходит за рамки классического понимания. На самом деле на субатомном уровне скорость частицы возрастает тем больше, чем больше ограничивается пространство, в котором она движется. Так что чем ближе электрон притягивается к ядру, тем быстрее он движется и тем больше отталкивается от него. Скорость движения настолько велика, что «со стороны» атом «выглядит твердым», как выглядят диском лопасти вращающегося вентилятора.

Данные, плохо укладывающиеся в рамки классического подхода — парадоксы квантовой физики –  появились задолго до Эйнштейна. Впервые подобная «дуэль» состоялась между Ньютоном и Гюйгенсом, которые пытались объяснить свойства света. Ньютон утверждал, что это поток частиц, Гюйгенс считал свет волной. В рамках классической физики примирить их позиции невозможно. Ведь для нее волна — это передающееся возбуждение частиц среды, понятие, применимое лишь для множества объектов. Ни одна из свободных частиц не может перемещаться по волнообразной траектории. Но вот в глубоком вакууме движется электрон, и его перемещения описываются законами движения волн. Что здесь возбуждается, если нет никакой среды? Квантовая физика предлагает соломоново решение: свет является одновременно и частицей, и волной.

Вероятностные электронные облака. Строение ядра и ядерные частицы

Постепенно становилось все более ясно: вращение электронов по орбитам вокруг ядра атома совершенно не похоже на вращение планет вокруг звезды. Обладая волновой природой, электроны описываются в терминах вероятности. Мы не можем сказать об электроне, что он находится в такой-то точке пространства, мы можем только описать примерно, в каких областях он может находиться и с какой вероятностью. Вокруг ядра электроны формируют «облака» таких вероятностей от простейшей шарообразной до весьма причудливых форм, похожих на фотографии привидений.

Но тот, кто хочет окончательно понять устройство атома, должен обратиться к его основе, к строению ядра. Составляющие его крупные элементарные частицы — положительно заряженные протоны и нейтральные нейтроны — также обладают квантовой природой, а значит, движутся тем быстрее, чем в меньший объем они заключены. Поскольку размеры ядра чрезвычайно малы даже в сравнении с атомом, эти элементарные частицы носятся со вполне приличными скоростями, близкими к скорости света. Для окончательного объяснения их строения и поведения нам понадобится «скрестить» квантовую теорию с теорией относительности. К сожалению, есть одна проблема – такая теория до сих пор не создана и нам придется ограничиться несколькими общепринятыми моделями.

Теория относительности показала (а проведенные эксперименты доказали), что масса является лишь одной из форм энергии. Энергия — величина динамическая, связанная с процессами или работой. Поэтому элементарную частицу следует воспринимать как вероятностную динамическую функцию, как взаимодействия, связанные с непрерывным превращением энергии. Это дает неожиданный ответ на вопрос, насколько элементарны элементарные частицы, можно ли разделить их на «еще более простые» блоки. Если разогнать две частицы в ускорителе, и затем столкнуть, мы получим не две, а три частицы, причем совершенно одинаковые. Третья просто возникнет из энергии их столкновения — таким образом, они и разделятся, и не разделятся одновременно!

Участник вместо наблюдателя

В мире, где понятия пустого пространства, изолированной материи теряют смысл, частица описывается только через ее взаимодействия. Для того чтобы сказать что-то о ней, нам придется «вырвать» ее из первоначальных взаимодействий и, подготовив, подвергнуть другому взаимодействию — измерению. Так что мы меряем в итоге? И насколько правомерны наши измерения вообще, если наше вмешательство меняет взаимодействия, в которых участвует частица, — а значит, меняет и ее саму? 

В современной физике элементарных частиц все больше нареканий вызывает… сама фигура ученого-наблюдателя. Правомернее было бы называть его «участником» или «наблюдателем». Отсюда и название явления, о котором мы будем говорить дальше — «Эффект наблюдателя» или «Парадокс наблюдателя» в квантовой физике.

Наблюдатель-участник необходим не только для измерения свойств субатомной частицы, но и для того, чтобы определить эти самые свойства, ведь и о них можно говорить лишь в контексте взаимодействия с наблюдателем. Стоит ему выбрать способ, каким он будет проводить измерения, и в зависимости от этого реализуются возможные свойства частицы. Стоит сменить наблюдающую систему, и свойства наблюдаемого объекта также изменятся — парадокс квантовой физики.

Этот важный момент раскрывает глубинное единство всех вещей и явлений. Сами частицы, непрерывно переходя одна в другую и в иные формы энергии, не имеют постоянных или точных характеристик — эти характеристики зависят от способа, каким мы решили их видеть. Если понадобится измерить одно свойство частицы, другое непременно изменится. Такое ограничение не связано с несовершенством приборов или другими вполне исправимыми вещами. Это характеристика действительности. Попробуйте точно измерить положение частицы, и вы ничего не сможете сказать о направлении и скорости ее движения — просто потому, что у нее их не будет. Опишите точно движение частицы — вы не найдете ее в пространстве. Так современная физика ставит перед нами проблемы уже совершенно метафизического свойства.

Принцип неопределенности. Место или импульс, энергия или время

Мы уже говорили, что разговор о субатомных частицах нельзя вести в привычных нам точных терминах, в квантовом мире нам остается лишь вероятность — это, можно сказать, один из принципов квантовой физики. Это, конечно, не та вероятность, о которой говорят, делая ставки на скачках, а фундаментальное свойство элементарных частиц. Они не то чтобы существуют, но скорее — могут существовать. Они не то чтобы обладают характеристиками, а скорее — могут ими обладать. Научно выражаясь, частица является динамической вероятностной схемой, и все ее свойства находятся в постоянном подвижном равновесии, балансируют, как Инь и Ян на древнем китайском символе тайцзи. Недаром нобелевский лауреат Нильс Бор, возведенный в дворянское звание, для своего герба выбрал именно этот знак и девиз: «Противоположности дополняют друг друга». Математически распределение вероятности представляет собой неравномерные волновые колебания. Чем больше амплитуда волны в определенном месте, тем выше вероятность существования частицы в нем. При этом длина ее непостоянна — расстояния между соседними гребнями неодинаковы, и чем выше амплитуда волны, тем сильнее разница между ними. В то время как амплитуда соответствует положению частицы в пространстве, длина волны связана с импульсом частицы, то есть с направлением и скоростью ее движения. Чем больше амплитуда (чем точнее можно локализовать частицу в пространстве), тем более неопределенной становится длина волны (тем меньше можно сказать об импульсе частицы). Если мы сможем установить положение частицы с предельной точностью, у нее вообще не будет никакого определенного импульса.

Это фундаментальное свойство математически выводится из свойств волны и называется принципом неопределенности квантовой физики. Принцип касается и других характеристик элементарных частиц. Еще одна такая взаимосвязанная пара — это энергия и время протекания квантовых процессов. Чем быстрее проходит процесс, тем более неопределенно количество энергии, задействованной в нем, и наоборот — точно охарактеризовать энергию можно только для процесса достаточной продолжительности.

Итак, мы поняли: о частице нельзя сказать ничего определенного. Она движется туда, или не туда, а верней, ни туда и ни сюда. Ее характеристики такие или сякие, а точнее — и не такие, и не сякие. Она находится здесь, но может быть и там, а может и не быть нигде. Так существует ли она вообще?

Случайная прогулка по физике со странными названиями

Несколько месяцев назад я помог своей подруге Роуз Эвелет придумать странно названные вещи в физике . Она смогла включить только пять, но было еще несколько, которые, по моему мнению, стоило выделить. Итак, вот они.

Называть вещи сложно. Этот факт может подтвердить любой, у кого когда-либо был ребенок, хомяк или панк-группа. Не легче приходится ученым, которые должны постоянно находить имена для вещей, которые они открывают, и теорий, которые они придумывают, чтобы объяснить эти открытия.

Несмотря на (или, возможно, из-за) непреодолимую скучность многих технических жаргонов, ученых привлекают причудливые или поэтические имена больше, чем вы можете подозревать. Вот некоторые из моих любимых.

Вселенная Misner’s Mixmaster

«Космический микроволновый фон», или сокращенно реликтовое излучение, представляет собой своего рода излучение: электромагнитное статическое электричество, которое заполняет всю вселенную. Когда вы включали телевизор в доцифровую эпоху и ни один канал не был настроен, несколько процентов этого шума составлял реликтовое излучение.

Реликтовое излучение, также известное как «реликтовое излучение», представляет собой энергию, оставшуюся после Большого взрыва, когда вся Вселенная была чрезвычайно горячей и плотной.

Космологов озадачило то, насколько однородным было реликтовое излучение. Они ожидали, что из-за квантовых флуктуаций сразу после Большого взрыва излучение будет неоднородным: более сильным в одних местах и ​​более слабым в других. Но это было совсем не то, что наблюдалось: реликтовое излучение выглядит почти одинаково везде на небе.

В статье 1969 года, озаглавленной «Вселенная Mixmaster», физик Чарльз Мизнер изложил свою идею решения парадокса. Хотя это звучит как прото-хип-хоп группа 1980-х годов, на самом деле теория получила свое название от кухонного прибора Sunbeam Mixmaster.

Идея заключалась в том, что ранняя Вселенная прошла через фазу так называемой хаотической эволюции, которая сделала для космоса то же, что Mixmaster делает для теста для торта, перемешивая его содержимое, пока оно не стало гладким и однородным.

Вселенная Mixmaster вызывает восхищение за гениальное решение уравнений общей теории относительности. Однако она была заменена другой теорией, называемой «инфляцией», которая лучше объясняет данные, чем теория Мизнера.

В отличие от теории физики, которую он вдохновил, “Смеситель солнечного луча” все еще работает и, вероятно, доступен в ближайшем к вам магазине.

Светоносный эфир

Любой, кому когда-либо приходилось изучать физику для первокурсников, знает, что свет — это волна. (Ну, это тоже частица, но это уже другая история.) Этот факт известен очень давно: впервые он был высказан еще в XVII веке датским ученым Кристианом Гюйгенсом. В течение двухсот лет после этого ученые и естествоиспытатели бились над вопросом: «Если свет — это волна, то что она колеблется?»

Точно так же, как звуковым волнам для переноса нужен воздух, а океанским волнам нужна вода, идея о том, что свет должен проходить через какую-то среду, привела ученых к предложению магически звучащего «светоносного эфира». Слово «светоносный» относится к свету, а таинственное вещество называлось «эфиром», поскольку считалось, что оно настолько разрежено, что его почти невозможно обнаружить. А поскольку мы можем видеть свет от далеких звезд, этот эфир должен заполнить все пространство.

Многочисленные эксперименты по обнаружению эфира завершились одним из самых известных наблюдений, когда-либо сделанных в науке: экспериментом Майкельсона-Морли, в котором пытались измерить движение Земли через эфир. (Кроме того, это, вероятно, единственный крупный вклад в физику, сделанный в Огайо.)

Это физический трюизм, что не найти то, что вы ищете, может быть интереснее, чем найти его, и так было с Майкельсоном и Морли, которые не смогли найти никаких признаков существования эфира. Крах теории эфира предоставил веские доказательства в пользу Специальной теории относительности Альберта Эйнштейна, которая была разработана в последующие десятилетия. Теория относительности не нуждается — и фактически не может иметь — в светонесущей среде вроде эфира.

Случайные блуждания

Представьте себе очень пьяного человека — вашего друга — который только что проснулся в полусонном состоянии посреди футбольного поля. Он не помнит, что вообще заставило его пойти на футбольное поле, и хочет уйти. Ваш друг пытается немного прогуляться, опасаясь, что сначала ему может понадобиться немного вздремнуть. Но нет – успехов! Его ноги, кажется, работают нормально, и он начинает свой тяжелый выход.

Вместо того, чтобы помочь своему приятелю, вы решили немного подумать о науке. Со своей точки зрения на трибунах вы замечаете кое-что интересное. Ваш друг кажется настолько пьяным, что не может сделать два шага подряд в одном направлении. (Эй, это случалось с лучшими из нас.) На самом деле, направление каждого шага кажется совершенно случайным: он с равной вероятностью пойдет на север, юг, восток или запад или в любом промежуточном направлении.

Возникает ряд вопросов. (По крайней мере, так бывает, если вы физик.) Сколько времени потребуется вашему другу, чтобы выбраться? Какова вероятность того, что он снова окажется в исходной точке? Если поле огорожено высоким забором с единственным выходом, сколько времени ему потребуется, чтобы сбежать?

Если бы вы проследили его путь, форма не была бы похожа ни на что, что вы видели на уроках математики. Он больше похож на график курса акций или береговую линию Норвегии, чем на гладкие параболы классической геометрии. Это зубчатый фрактал, который извивается и пересекает сам себя, прежде чем попасть на край поля.

Пьяное путешествие, создавшее эту форму, является примером «случайного блуждания». Случайные блуждания описывают всевозможные явления в природе, экономике и математике. Список вещей, которые можно описать или смоделировать с помощью случайных блужданий, слишком велик, чтобы включать его сюда, но примечательные элементы включают распределение генов в популяции животных, путь молекул лекарств в раковых клетках, процесс, который смещает маленькие магниты. в аппаратах МРТ и сумму денег, которую вы, вероятно, проиграете в игре в рулетку.

Ультрафиолетовая катастрофа

В начале 20-го века британские ученые лорд Рэли и Джеймс Джинс попытались рассчитать, что вы должны увидеть, глядя на «черное тело». Черное тело — это идеализация: воображаемый объект, который идеально поглощает и излучает свет всех длин волн. («Длина волны» — это, по крайней мере, в этом контексте, просто техническое слово для «цвета».) То, как выглядят черные тела, — это не просто теоретический вопрос: некоторые астрономические объекты, такие как солнце, очень близки к идеальным черным телам. .

В частности, Рэли и Джинс интересовались «спектром абсолютно черного тела»: какая часть испускаемой энергии сохраняется в виде красного света, какая — в виде синего и так далее. Для решения проблемы они использовали две наиболее уважаемые теории физики 19-го века: теорию электромагнетизма Джеймса Клерка Максвелла и теорию статистической механики Стефана Больцмана.

Но когда они сделали свои расчеты, возникла серьезная проблема: количество энергии, запасенной в коротковолновой части спектра, было… бесконечно! Этот бессмысленный результат был настолько большой проблемой для физики, что его окрестили «ультрафиолетовой катастрофой» (ультрафиолетовый свет относится к коротковолновой разновидности) 9. 0009

Решение парадокса возникло в работах Макса Планка, немецкого физика. Планк выдвинул идею о том, что свет не может излучаться и поглощаться в сколь угодно малых количествах; скорее он приходит в виде дискретных пакетов, которые теперь называются «фотонами». Он работает точно так же, как деньги: вы не можете купить меньше чем на пенни шоколада или средства для мытья посуды, а атом не может поглотить меньше фотона света. Вооружившись этим предположением, Планк смог рассчитать спектр черного тела без появления каких-либо бесконечностей.

В то время идея Планка вызвала столько же проблем, сколько и решила, потому что предположение, что свет приходит такими дискретными пакетами, полностью противоречит теории электромагнетизма Максвелла. Ультрафиолетовая катастрофа не была решена до 1920-х годов, когда была представлена ​​всеобъемлющая теория квантовой механики. Квантовая механика показала, что старые теории XIX века неполны. Среди многих других достижений квантовая механика позволяет правильно рассчитать спектр абсолютно черного тела.

Изображения с Викисклада.

Высказанные мнения принадлежат автору (авторам) и не обязательно совпадают с мнением Scientific American.

ОБ АВТОРАХ

Колм Келлехер — аспирант физики Нью-Йоркского университета, где он исследует роль геометрии в определении порядка и структуры в двумерных микросистемах. В основном он проводит эксперименты, но любит заниматься теорией и численным моделированием, когда позволяет время. Он выпускник Ирландского национального университета, где в 2008 году получил степень бакалавра наук. Он также является одним из ведущих еженедельной научной радиопередачи «Эффект Доплера» на WNYU 89..1FM.

400 Названия физических групп Идеи и предложения 

У тебя есть команда? Или вы знаете кого-то, кто делает? Вы думаете о том, чтобы собрать группу людей для совместной работы для достижения общей цели? Что ж, не теряйте времени даром — начните мозговой штурм прямо сейчас! В этой статье мы предоставим вам огромный список идей для названий физических групп, которые помогут вам придумать что-то отличное для вашей организации. Итак, наденьте кепку мышления и приготовьтесь к броску!

Какую команду вы ищете? Хотите создать спортивную команду? Если да, то вы, вероятно, ищете уникальные имена, связанные со спортом. Ваша команда хочет представлять определенный город? Тогда может быть лучше выбрать что-то, что связано с этим местом. Может быть, вы хотите сформировать команду друзей или членов семьи? Мы вас там тоже прикрыли!

Содержание

Названия команд по физике

• Команда по морским наукам
• Магнитные тики/оптические тики
• Название Проспект
• Квант
• Гигантская карма
• ШроденБуг
• Наука о зеленом чае
• Клубный тренер
• Связка, Водородная связка
• Ученые-гики
• Семейство Джоулей
• Любитель физики
• Психология
• Трещина Иллюзия
• Несущая группа
• Храбрость и все такое
• Имя Эду
• Мама сказала Да
• Демоны Максвелла
• Сохраняйте спокойствие
• Наука и многое другое
• Проспект Крутой
• Он, Он, Он
• Луноходы
• Лидер предложений
• Все относительно
• Электромагниты
• Раздельные отводы
• Летающие Юпитеры
• Наука о способностях
• Крушитель черепа
• Единственная группа
• Мы делаем заметки
• Предложения
• Скоростные хищники
• Предложения Атлантида
• Профессиональные пираты
• Пончик и сделай это
• Теневые варвары
• Иллюманиты
• Бозоны Хиггса Безумные ученые
• Космические бластеры Хаббла
• Оптимальные схемы
• Эксперимент. Неудача, учитесь. Повторить
• Счетчик кофейных зерен
• Умные дураки
• Потрясающие изобретения
• Щелочные сосны
• Борьба с плохими генами
• Группа разработки
• Сумасшедшие кратеры
• Заземленная наука
• Дерево и яблоко
• Водородная связь
• Гладиатор физики
• Медные трусы/Медные трусы
• Макс Крутой
• Тикеры и Башеры
• Теория большого взрыва
• Армия Лапласа
• Ядерный атакующий
• Команда квантовой физики
• Вопросительные знаки
• Фиговые деревья
• Убийцы комет
• Пестрые дураки
• Смена пространства
• Выздоравливающий бухгалтер
• Представьте себе дракона
• Атомные огненные шары

Названия групп Catchy Physics

• The Alter Ridge
• Физический клуб
• Ирем
• Французские усы
• Неизвестные количества
• Наука повсюду
• Clubpad
• Лабораторные крысы
• Привязанная наука
• Большой взрыв
• Группа красоты
• Крисп Имя
• Концептуальный отряд
• Сыновья стратегии
• E=MC Молоток
• Заслужить имя
• Витые провода
• Центральные космические джемы
• Наука о костях
Эйнштейна
• Изучающие медицину
• Печально известные Нептуны
• Отличные Земли
• Био-боссы
• атомов перед молекулами
• Научная лихорадка
• Team Flash Рисунок
• ОМГ
• Прямое попадание
• Гайки и болты
• Электрические табуретки
• электронов
• Наука: это работает
• Предложения Осирис
• Физика антигравитации
• Синдром поиска
• Три баланса на ветер
• IQ ниже вашего
• Гипотетические герои
• Веселые правила
• Воины Земли
• Крутые парни и девушки
• Физика-440
• Класс науки
• В теории
• Жук Манделя
• Специалист клуба
• Отряд солнечных пятен
• Козы и лимоны
• Королевские имена
• Злые ботаники
• Любители науки
• Получил науку?
• Векториус
• Гениальные гении
• Математика и формулы
• STEMинист
• Видел STEM Все
• Командная возможность
• Лауреаты Нобелевской премии
• Нет ничего круче абсолютного нуля
• Кашмир Название
• Галактические бластеры
• Зенит Змеи
• Будьте в курсе науки
• Навык Серенада
• Голубая химия
• Разбивающиеся кометы
• Клуб Саундвейв
• Научный талант

Названия команд Creative Physics

• Атомные модели
• Потенциальная энергия
• Ботаники «R» Us
• Абсолютная наука
• Мозги Больцмана
• Ошибки при попадании
• Модная наука
• Команда консерваторов
• Любопытные умы
• Общество студентов-физиков
• Космическая обезьяна Мафия
• Измельчители чисел
• Королевская группа
• Гюйгенс
• Солнечная наука
• Записная книжка по науке
• Нин-42
• Жук Менделя
• Танцы с калькулятором
• Жрецы раскладки
• Любители двойной записи
• Уникальная скорость
• Науку стоит изучать
• Книга экзаменов
• Эмо
• Изучение физики
• Природные события
• Быстрый и Любопытный
• Черная луна и свет
• Паукообразный
• Искатели инстинктов
• Оставайся позитивным
• Бухгалтерия
• Красивое имя
• Черное пальто, черная шляпа
• Имя распространения
• Время в пути
• Атомная энергия
• Гравитационная банда
• Аид Динамик
• Абсолютные герои
• Базз Фьюри
• Абсолютно заразный
• Командная идея
• Свинья-паук
• Мы любим гравитацию
• Предложения Знания
• Налоговые террористы
• Воин физики
• Битовая наука
• Поли Имя
• Глубокий космос Девятки
• Клуб Элизиан
• Физика Пантера
• Научный курс
• Почтовый индекс
• Чехол 2 Чехол
• Минутная физика
• Эти бобы себя не считают
• Лабораторный халат лагеря
• Науки о Земле
• Технологическая полиция
• Отряд солнечной энергии
• Живая наука
• Смелая каменная наука
• Командная машина времени
• Основная реакция
• Кролики судного дня
• Ботаника Имя
• Электромеханический

Уникальные названия физических команд

• Достиженцы
• Наука копания
• Журнальный наркоман
• Представь себя
• Сильные, как магниты
• Простое исчисление
• Пауки — наши друзья
• Научные мушкетеры
• Неоновый рубиндий (Ne-Rd)
• Блюдо из команды
• Святые шары Бэтмен
• Наука Нью Эйдж
• Счетчики больших плохих бобов
• Да! Команда ботаников
• Звуковая группа
• Квантовая механика
• Немезио
• Научные ботаники
• Умники
• Увлеченные ученики
• Имена совков
• Имя понимания
• Свет и Звуки
• Моциониан
• Имя жизни
• Оценка науки
• Географические науки
• Естественный отбор
• Клуб развлечений
• Научный маяк
• Уроды контроля
• Имя Династия
• Био Неудачники
• Грязевые пираты
• Байт Мне
• Изучение волн
• Пробы группы поддержки
• Вольта Наука
• Сторона придурка
• Вкусные тако
• Чистый электрик
• Наука Шакти
• Больше никогда не зажигал
• Викторина по твоему лицу
• Умный научный лагерь
• Интеллект лампочки
• Художественные правонарушители
• Гравитация
• Никогда не бывает без науки
• Какашки
• Радость очков
• Наука о сплавах
• Нет свободных концов
• Наука острых ощущений
• Святая наука
• Хорошие гены
• Намеджет
• Энергичные идиоты
• Аккаунт Муравьи
• Всплески
• Океанические осьминоги
• Научная пантера
• Растущий разум
• Снежный клуб
• Наука и не только
• Физика Рокеры
• Мы любим технологии
• Ионизированные кусты
• Скут Наука
• Изотопы Спрингфилда

Названия команд Cool Physics

• Электрические трюки
• Связка графов
• Пухлые планеты
• Заразительный интеллект
• Бухгалтерия Большой сыр
• Троянский молот
• Бухгалтерские помощники
• Магистр повседневной науки
• Команда воспламенителей
• Милые друзья
• Подключить технологию
• Креветки и вода
• Ужасные астронавты
• Прекрасные Леди Молотки
• Мясной клуб
• Альтернативный генератор тока
• Микроволновая печь
• Убийственные идеи
• Зодиакальные огни
• ПсихоСвязь
• Имена портов
• Умники
• Имена отражений
• Мы копаем науку
• Простое решение
• OBAFGRNS
• Яблоко и Эйнштейн
• Команда стражей
• Ботаны
• Сценический пирс
• Система Трон
• Боринг
• Группа успеха
• Научные черви
• Полная сила
• Надень маску
• Добавленная стоимость
• Неон-рубидиевая команда (NE-RD)
• Крутой и умный
• Теория и практика
• Чужой и наука
• Белоголовые марсианские орлы
• Большая большая математика
• Врачи
• HeisenBug
• Древняя анархия
• Вверх и Атом!
• Осьминог
• Жар-птицы
• Энергетики
• Наука имеет значение!
• Проконсультируйтесь Прохладный
• Мы не знаем науки
• Солнечная наука
• Волны тока
• Психотерапевт
• Разумные умы
• Пополнение команды
• Команда Базингаа
• Кометы Кеплера
• Лампа просветления
• Иллюминаты
• Шерлок Омс
• Дымовая гибель
• Процессоры Пенни
• Измерение Небесного крюка
• Отвратительные астронавты
• Фигурка братателей
• Правило гравитации

Названия лучших команд по физике

• Genius Minds
• Научный пориум
• Умная наука
• Научная лаборатория
• Вверх и Атом
• Эксперименты с близкими друзьями
• Ионизаторы
• Творческий протокол
• Эксперимент с зеленым светом
• Горячие выстрелы
• Ковчег науки
• Сила атома
• Преобразователь физики
• Магнитные волны
• Плутон Космические Волшебники
• Учись на ходу
• Ботаники «R» Us
• Дата-магнаты
• Создатель формул
• Умники
• Безумные ученые
• Ты смешной натрий!
• Физика656*656*
• Мы верим в науку
• Мы вызвали взрывы
• Культовая наука
• Истинно наука
• Люди Внутреннего Космоса
• Слава души
• Предложения Элегантный
• Специалисты по коммуникациям
• Летний научный лагерь Solution
• Ньютон Нация
• Не сдаваться
• Журнал Joyrider
• Научный
• НАСА и надежда
• Блестящая наука
• Синергия
• Думай о последнем
• Эпическая мечта
• Ментальный воин
• Ароматические духи
• Команда Сохам
• Золотые кометы
• Ангелы Венеры
• SAS — серьезно относится к науке
• Имена карт
• Названия тарелок
• Имя захвата
• Арктические обезьяны
• Химические Товарищи
• Отряд Решения
• клуб телосложения
• Ученый-экспериментатор
• Посыпать бомбы
• Символ веры
• New Age ScienceGeology Rocks
• Грязевые пираты
• Демоны Максвелла
• Фиговые нейтроны
• Обратные пушистые трансформации
• Ботаники сошли с ума
• Скажи им
• Пираты Стинга
• Мисгдур
• Ледяные куклы
• Предложения Прыжок
• Клуб Шредингеров
• Неурегулированные счета

Как назвать свою группу по физике

Выбор названия команды — одно из самых важных решений, которое вы когда-либо принимаете как менеджер. Название вашей команды должно быть броским, но достаточно профессиональным, чтобы представлять вашу компанию.

Почему так важно выбрать название команды? Сильное название команды дает вашим сотрудникам чувство гордости и сопричастности. Это помогает им чувствовать связь и показывает их преданность вашей организации.

Правильное название вашей команды также может помочь вам создать позитивную культуру вокруг вашего бизнеса. Исследования показывают, что организации со счастливыми командами более продуктивны и эффективны. Вот несколько советов по созданию названий физических групп 

Будьте краткими и простыми 

Вы когда-нибудь пытались придумать имя для персонажа в ролевой игре? Если да, то вы знаете, как это может быть тяжело. Вы начинаете с кучи имен и, в конце концов, находите то, которое вам нравится, но сделать это правильно с первого раза — непростая задача.

Это потому, что это длинные и скучные имена. Вы должны найти имена, которые являются короткими и простыми.

Вот несколько примеров.

• У нас есть химия
• Хватит Сказано
• Представьте себе
• Фи Киту
• Боржук
• Статика против Кинетики
• Группа умных врачей
• Клановый оптимизм
• Национальный клуб
• Домик
• Органика Прохладный
• Именной
• Консультанты по подсчету
• Хладнокровный ученый
• Архитекторы фактов

Вот список коротких и простых названий физических групп 

Тяжело иметь длинное и громоздкое название. Ты не можешь быть просто Кейтлин, Джейн или Тарин. Вам нужно что-то конкретное и не слишком обычное.

Вот несколько примеров.

• Наука о талантах
• Имя Маджестик
• Торговец Джо
• Пленители
• Квантовые пластины
• Крутые врачи
• Двойной вход
• Свободомыслящие
• Черные дыры
• Пик исполнителей
• Бозоны Хиггса
• Вечные Фрикадельки
• Черная дыра
• Группа Афродита
• Простой

Сделайте это запоминающимся 

Короткие и приятные названия групп физиков обычно также запоминаются. Чтобы имя запомнилось, убедитесь, что его легко понять и произнести вслух. Когда имя легко понять, оно автоматически вписывается в подсознание людей и, таким образом, создает в их памяти воспоминания.

Чтобы узнать, запоминающееся выбранное вами имя или нет, произнесите его несколько раз вслух, и вы узнаете, запоминающееся оно или нет.

Вот несколько примеров.

• Жизнь со сменой цвета
• Топ-рейтинг
• Шикарный звук
• Спора момента
• Бластеры
• Паутинные бородавки
• Группа творчества
• Чувственный клуб
• Герои и нули
• Большая Медведица
• Секретный клуб
• Наука и прочее
• Планктон
• МИРЫ роботов VEX
• Клуб чистой науки

Избегайте трудных имен 

Некоторые имена творческие, но их трудно понять и запомнить. Хотя они выглядят круто, но их следует игнорировать. Это потому, что они не запоминаются. Люди стараются избегать всех гномьих имен, которые включают трудно произносимые слова.

Вот несколько примеров простых названий команд по физике 

Когда название содержит трудные для понимания и запоминания слова, аудитория становится совершенно неспособной его понять.

Вот несколько примеров.

• Горячая лава
• География
• Потенциальная энергия
• Электромонтер
• Огненные птицы
• Языческие боты-убийцы
• Динамическая энергия
• Безумие накопления
• ДНКкрутая
• Интеллектуальное многое
• Звездное небо
• Клуб жуков
• Ручная команда
• Небо — предел
• Безумие взлома

Связанный: 400 Cool Science Team называет идеи и предложения

Показать больше

Статьи по теме

60 лучших цитат о физике известных ученых

Физика, что также означает «знание природы», является предметом науки, изучающим материю, ее движение и действие в пространстве и времени в природе.

Первая и главная важная цель физики — понять, как функционирует Вселенная, и помочь в совершении новых открытий с течением времени. Физика — один из самых важных предметов и областей изучения, который подпитывает большую часть работы, которую мы выполняем с помощью современных машин.

Сегодня мы живем в мире, где физика изменила нашу жизнь. Две самые важные вещи в физике: генерировать фундаментальные знания, необходимые для технологических разработок, которые облегчают и автоматизируют нашу работу, ее связь с такими областями, как инженерия, компьютерные исследования, космические путешествия, химия и биомедицинские исследования. Цитаты из физики нравятся всем! Мы составили список важных цитат из физики, включая цитаты известных ученых, которые вам обязательно понравятся!

Если вы найдете наш контент интересным, вы также можете ознакомиться с забавными научными цитатами и цитатами о Вселенной.

Знаменитые цитаты из физиков таких физиков, как Ричард П. Фейнман

Популярные цитаты из физики не теряются во времени. Вот несколько гениальных цитат всемирно известных ученых-физиков, которые заставят вас влюбиться в физику.

1. «Энергия — это освобожденная материя, материя — это энергия, ожидающая своего появления».

– Билл Брайсон.

2. «Вселенная не только более странная, чем мы думаем, она более странная, чем мы можем себе представить».

– Вернер Гейзенберг.

3. «Неважно, насколько красива твоя теория, неважно, насколько ты умен. Если это не согласуется с экспериментом, это неправильно».

– Ричард П. Фейнман.

4. «Законы физики — это холст, который Бог положил, чтобы нарисовать свой шедевр»

— Дэн Браун.

5. «Физики пришли к выводу, что математика, если пользоваться ею с достаточной осторожностью, — это проверенный путь к истине».

– Брайан Грин.

6. «Энергия — это освобожденная материя».

– Билл Брайсон.

7. «Если Вселенная — это искусственная симуляция, то математика — это ее код, а физик — это программист».

– Шубхам Санап.

8. «Теоретическая физика — развлекательная ветвь физики».

– Халид Масуд.

9. «Изучение физики — это тоже приключение. Вы найдете это сложным, иногда разочаровывающим, иногда болезненным, а часто и щедро вознаграждающим».

– Хью Д. Янг.

10. «Материя — это энергия, ожидающая своего появления».

– Билл Брайсон.

Лучшие научные цитаты известных ученых, таких как Стивен Хокинг

Мы не можем отблагодарить этих ученых за большой прогресс, достигнутый нами в области технологий на протяжении многих лет. Вот несколько цитат ученых, которые вам обязательно понравятся!

11. «Я считаю, что ученый, занимающийся ненаучными проблемами, такой же тупой, как и любой другой парень».

– Ричард П. Фейнман.

12. «В большинстве случаев магии трудно спорить с физикой».

– Джим Батчер.

13. «Ученые стали носителями факела открытий в нашем стремлении к знаниям».

– Стивен Хокингс.

14. «Примитивная жизнь очень распространена, а разумная жизнь довольно редка. Кто-то скажет, что это еще не произошло на Земле».

– Стивен Хокинг.

15. «Нет ничего в том, что делают живые существа, что нельзя было бы понять с точки зрения того, что они состоят из атомов, действующих в соответствии с законами физики».

– Ричард П. Фейнман.

16. «Лучшее, чего большинство из нас может надеяться достичь в физике, — это просто неправильно понимать на более глубоком уровне».

– Вольфганг Паули.

17. «Чтобы испечь яблочный пирог с нуля, нужно сначала создать вселенную».

– Карл Саган.

18. «В глубине души природа по своей природе мирна, спокойна и прекрасна. Вселенная в целом совершенна. Хаос лежит на поверхности».

– Амит Рэй.

19. «Вселенная не только причудливее, чем мы думаем, но и причудливее, чем мы можем предположить».

– J.B.S. Холдейн.

20. «Вопрос релевантности предшествует вопросу об истине, потому что вопрос об истинности или ложности утверждения предполагает, что оно релевантно».

-Дэвид Бом.

Цитаты из квантовой физики, которые вам понравятся

Квантовая теория — это то, что многие люди до сих пор не понимают и смущаются! Тем не менее, мы считаем, что следующий список цитат из физики наверняка покажется вам очень интересным. Вот несколько цитат из квантовой теории, квантовой механики и квантовой физики, которые вы никогда не забудете.

21. «Те, кто не был шокирован, впервые столкнувшись с квантовой теорией, вряд ли могли ее понять».

– Нильс Бор.

22. «Квантовая теория дает нам поразительную иллюстрацию того факта, что мы можем полностью понять связь, хотя можем говорить о ней только образами и притчами».

– Вернер Гейзенберг.

23. «Правда в том, что всех смущает квантовая физика».

– Дэвид Уолтон.

24. «Протоны придают атому индивидуальность, электроны — индивидуальность».

– Билл Брайсон.

25. «Функции квантового внимания — ключ к квантовому машинному обучению».

– Амит Рэй.

26. «Если вы не совсем запутались в квантовой механике, вы ее не понимаете».

– Джон Уиллер.

27. «Квантовая физика учит нас, что мы можем одновременно существовать во многих местах при определенных условиях».

– Амит Рэй.

28. «На атомном уровне материя даже не существует наверняка; оно существует только как тенденция к существованию».

– Брюс Х. Липтон.

29. «Функции квантового внимания — это мосты между ментальным и физическим».

– Амит Рэй.

30. «Сами атомы или элементарные частицы не реальны; они образуют скорее мир потенциальностей или возможностей, чем мир вещей или фактов».

– Вернер Гейзенберг.

Знаменитые цитаты Альберта Эйнштейна

Эйнштейн был настоящим гением, известным своим вкладом в развитие общества. Вот некоторые популярные цитаты из физиков вдохновителя, который обнаружил, исследовал и теоретизировал теорию относительности.

31. «Эта глубокая эмоциональная убежденность в присутствии высшей разумной силы, проявляющейся в непостижимой вселенной, формирует мое представление о Боге».

– Альберт Эйнштейн.

32. «Самый важный инструмент физика-теоретика — его мусорная корзина».

– Альберт Эйнштейн.

33. «Самое прекрасное, что мы можем испытать, — это таинственное. Это источник всего истинного искусства и науки».

– Альберт Эйнштейн.

34. «Физика по своей сути является интуитивной и конкретной наукой. Математика есть только средство для выражения законов, управляющих явлениями».

– Альберт Эйнштейн.

35. «Такие люди, как мы, верящие в физику, знают, что различие между прошлым, настоящим и будущим — лишь упорно живучая иллюзия».

– Альберт Эйнштейн.

36. «Две вещи бесконечны: вселенная и человеческая глупость; и я не уверен насчет вселенной».

– Альберт Эйнштейн.

37. «Чем успешнее квантовая теория, тем глупее она выглядит».

– Альберт Эйнштейн.

38. «Бог не играет в кости со вселенной».

– Альберт Эйнштейн.

39. «Я думаю, что у частицы должна быть отдельная реальность, независимая от измерений. То есть электрон имеет спин, местоположение и т. д., даже если он не измеряется. Мне нравится думать, что луна там, даже если я не смотрю на нее».

Альберт Эйнштейн.

40. «Самое непостижимое в мире то, что он постижим».

– Альберт Эйнштейн.

Незабываемые цитаты Галилея

Как говорится, «Старое — золото». Галилей — один из величайших ученых, которому иногда приписывают изобретение физики. Он нашел множество деталей и особенностей, связанных с планетами и объектами в космосе, захватывающими. У него есть большие открытия под его именем, которые принесли ему печально известную репутацию!

41. «Измеряйте то, что можно измерить, и делайте измеримым то, что нельзя измерить».

– Галилео Галилей.

42. «Отрицая научные принципы, можно утверждать любой парадокс».

– Галилео Галилей.

43. «Млечный Путь — это не что иное, как масса бесчисленных звезд, собранных вместе в скопления».

– Галилео Галилей.

44. «Наука исходит больше из того, что она научилась игнорировать, чем из того, что она принимает во внимание».

– Галилео Галилей.

45. «Отрицая научные принципы, можно утверждать любой парадокс».

– Галилео Галилей.

46. «Нельзя ничему научить человека; вы можете только помочь ему найти это внутри себя».

– Галилео Галилей.

47. «В вопросах науки авторитет тысячи не стоит смиренных рассуждений одного человека».

– Галилео Галилей.

48. «Бесконечность и неделимое превосходят наше конечное понимание, первое из-за их величины, последнее из-за их малости; Представьте, что они представляют собой, если их объединить».

– Галилео Галилей.

49. «Меня раздражает, когда они ограничивают науку авторитетом Писания, но при этом не считают себя обязанными отвечать разуму и эксперименту».

– Галилео Галилей.

50. «Я думаю, что при обсуждении естественных проблем надо начинать не с Писаний, а с опытов и доказательств».

– Галилео Галилей.

Забавные цитаты из физики, которые заставят вас смеяться

Вот несколько забавных цитат из физики, которые точно вас поразят!

51. «В чем дело? Что такое антивещество? Это антивещество?

– Уэс Нискер.

52. «Физика на самом деле не что иное, как поиск предельной простоты, но пока все, что у нас есть, — это своего рода элегантный беспорядок».

– Билл Брайсон.

53. «Пространство-время говорит материи, как двигаться; материя сообщает пространству-времени, как искривляться».

– Джон Арчибальд Уиллер.

54. «Ронану не нужна была физика. Он мог запугать даже кусок фанеры, чтобы заставить его делать то, что он хотел».

– Мэгги Стивфатер.

55. «Многие физики в наши дни звучат как дельфийский оракул — с уравнениями».

– Джон Двенадцать Ястребов.

56. «В теории относительности Эйнштейна наблюдатель — это человек, который отправляется на поиски истины, вооруженный мерной рейкой. В квантовой теории он отправляется с решетом».

– Сэр Артур Эддингтон.

57. «Я не люблю электроны; они всегда имели негативное влияние на общество».

– Крис Липе.

58. «Дайте мне твердую опору, и я переверну землю».

– Архимед.

59. «Я мог сказать, что мои родители ненавидели меня. Моими игрушками для купания были тостер и радио».

– Родни Дэнджерфилд.

60. «Я сделал ужасную вещь, я постулировал частицу, которую

нельзя обнаружить».

– Вольфганг Паули.

Здесь, в Kidadl, мы тщательно создали множество интересных семейных цитат, которые понравятся всем! Если вам понравились наши предложения для цитат по физике, почему бы не взглянуть на забавные математические цитаты или цитаты из «Странной науки».

Квантовая механика





В повседневной жизни мы интуитивно понимаем, как устроен мир. Уроните стакан, и он разобьется об пол. Толкни вагон и он будет катиться. Подойдите к стене, и вы не сможете пройти сквозь нее. Вокруг нас действуют очень простые законы физики, которые мы инстинктивно хватка: гравитация заставляет предметы падать на землю, толкание чего-либо заставляет он движется, две вещи не могут находиться в одном и том же месте в одно и то же время.

На рубеже веков ученые думали, что все основные правила, подобные этому, должны применяться ко всему в природе, но тогда они начали изучать мир сверхмалых. Атомы, электроны, световые волны, ни одна из этих вещей не следовала обычным правилам. В качестве такие физики, как Нильс Бор и Альберт Эйнштейн, начали изучать частицы, они открыли новые законы физики, которые были совершенно причудливыми. Эти были законы квантовой механики, и они получили свое название от работы Макса Планка.

“Акт Отчаяние”

В 1900 году Макс Планк был физиком в Берлине, изучая что-то назвали «ультрафиолетовой катастрофой». Проблема заключалась в законах физики предсказали, что если нагреть коробку так, что свет может выйти (известный как «черный ящик»), он должен производить бесконечное количество ультрафиолетового излучения. В реальной жизни ничего подобного не происходило: коробка излучала разные цвета, красный, синий, белый, точно так же, как нагретый металл делает, но не было бесконечного количества чего-либо. Это не имело смысла. Это были законы физики, которые прекрасно описывали поведение света. за пределами коробки – почему они не точно описали этот черный ящик сценарий?

Планк применил математический трюк. Он предположил, что свет на самом деле не был непрерывной волной, как все предполагали, но, возможно, может существовать только при определенных количествах или «квантах» энергии. Планк на самом деле не верил, что это верно в отношении света, на самом деле он позже назвал этот математический трюк «актом отчаяния». Но с этой регулировки, уравнения работали, точно описывая излучение.

Потребовалось некоторое время, чтобы все поняли, что это значит, но в конце концов Альберт Эйнштейн интерпретировал уравнения Планка как означающие что свет можно рассматривать как дискретные частицы, как и электроны или протоны. В 1926 году физик из Беркли Гилберт Льюис назвал их фотоны.

кванты, кванты везде

Идея о том, что частицы могут содержать только сгустки энергии в определенных размерах перешли и в другие области физики. Над В следующем десятилетии Нильс Бор включил его в свое описание того, как атом работал. Он сказал, что электроны, движущиеся вокруг ядра, не могут иметь сколь угодно малое или сколь угодно большое количество энергии, они могли бы имеют только кратность стандартному «кванту» энергии.

В конце концов ученые поняли, что это объясняет, почему некоторые материалы являются проводниками электричества, а некоторые нет, так как атомы с разными энергетические орбиты электронов проводят электричество по-разному. Это понимание имел решающее значение для создания транзистора, так как кристалл в его ядре изготавливаются путем смешивания материалов с различной проводимостью.

Но они Волны тоже

Вот одна из странностей квантовой механики: просто потому, что электрон или фотон можно рассматривать как частицу, не означает, что они все еще не могут быть волной. В на самом деле, во многих экспериментах свет действует скорее как волна, чем как частица.

Эта волновая природа производит некоторые интересные эффекты. Например, если электрон, движущийся вокруг ядра, ведет себя как волна, то ее положение в любой момент времени становится нечетким. Вместо находясь в конкретной точке, электрон размазывается в пространстве. Это размытие означает, что электроны не всегда движутся точно так, как ожидать. В отличие от воды, текущей в одном направлении через шланг, электроны, движущиеся вместе с электрическим током, иногда могут следовать странными путями, особенно если они движутся вблизи поверхности материал. Более того, электроны, действуя подобно волне, иногда могут закапываться прямо через барьер. Понимание этого странного поведения электронов было необходимо, поскольку ученые пытались контролировать, как ток течет через первые транзисторы.

Так что же это – частица или волна?

Ученые интерпретируют квантовую механику как то, что крошечный кусок материала, такой как фотон или электрон, является одновременно частицей и волной. Это может быть либо, в зависимости от того, как на это смотреть, эксперимент один делает. На самом деле правильнее было бы сказать что фотоны и электроны не являются ни частицами, ни волнами — они не определены до того момента, пока кто-нибудь не посмотрит на них или не проведет эксперимент, тем самым заставляя их быть либо частицей, либо волной.

Это сопровождается другими побочными эффектами: число качества частиц определены нечетко. Например, там Это теория Вернера Гейзенберга, названная Принципом неопределенности. В нем говорится, что если исследователь хочет измерить скорость и положение частицы, он не может сделать и то, и другое очень точно. Если он измеряет внимательно следите за скоростью, то он не может точно так же измерить положение. Это не просто означает, что у него нет достаточно хороших измерительных инструментов. более фундаментальным, чем это. Если скорость устоявшаяся, то просто не существует устоявшейся позиции (электрон размазывается волной) и наоборот.

Альберту Эйнштейну эта идея не понравилась. Когда столкнулись с идеей, что законы физики оставляют место для такой неопределенности он заявил: «Бог не играет в кости со вселенной». Тем не менее, большинство современных физиков принимают законы квантовой механики как точные Описание субатомного мира. И, конечно же, это был тщательный понимание этих новых законов, которые помогли Бардину, Браттейну и Шокли изобрести транзистор.

Ресурсы:
— Куда уходит странность? Почему квантовая механика странная, но Не так странно, как вы думаете, Дэвид Линдли
— Что такое квантовая механика? Физическое приключение , Транснациональное Колледж Лекса
— The Handy Physics Answer Book, P. Erik Gundersen
— Выставка Альберта Эйнштейна в Американском институте физики
— Выставка Гейзенберга в Американском институте физики

 

---

-PBS Online- -Сайт Кредиты- -Фото Кредиты- -Отзывы-


Авторское право 1999 г., ScienCentral, Inc. и Американский институт физики. Нет часть этого веб-сайта может быть воспроизведена без письменного разрешения. Все права защищены.

10 лучших физиков | Культура

• Исаак Ньютон

  Соавтор исчисления, крупный вклад в науку оптики и одаренный математик Исаак Ньютон (1643-1727), родившийся в Линкольншире, изложил законы механики, которые теперь лежат в основе огромного количества классических физика. Самое главное, Ньютон изложил принцип гравитации, который объяснил, как планеты вращаются вокруг Солнца. За свою жизнь он был осыпан почестями, включая пост президента Королевского общества. Он известен как высший рационалист, хотя на самом деле он больше писал об алхимии и религии, в том числе трактат из 300 000 слов, в котором он пытался доказать, что папа на самом деле был антихристом и «апокалиптической блудницей».

  Фотография: Bettmann/Corbis

• Нильс Бор

  Родившийся в Копенгагене, Бор (1885-1962) разработал современную идею атома, который имеет ядро ​​в центре с электронами, вращающимися вокруг него. Когда электроны переходят с одного энергетического уровня на другой, они испускают дискретные кванты энергии. Эта работа принесла Бору Нобелевскую премию в 1922. За свои достижения пивоварня Carlsberg преподнесла Бору особый подарок: дом с трубопроводом, соединенным с соседней пивоварней, что обеспечило его бесплатным пивом на всю жизнь. В 1954 году Бор помог основать ЦЕРН, европейский центр физики элементарных частиц. В 1975 году его сын Оге получил Нобелевскую премию за исследования атомных ядер.

  Фотография: Corbis

• Галилео Галилей

  Родившийся в Пизе, Галилей (1564-1642) первоначально обучался как врач. Узнав об изобретении телескопа в 1609 году, он построил свой собственный и направил его к небу, открыв существование солнечных пятен и изрытой гористой поверхности на Луне: небеса не были нетленными. Его исследования также подтвердили идею о том, что Земля вращается вокруг Солнца. Из-за этого у Галилея возникли серьезные проблемы с католической церковью, и в 1633 году он был вынужден отказаться от этой поддержки. о падающих телах также заложили основу для последующих теорий Ньютона.

  Фотография: Таркер/Корбис

• Альберт Эйнштейн

  Три великие теории определяют наши физические знания о Вселенной: теория относительности, квантовая механика и гравитация. Первый — дело рук немецкого уроженца Альберта Эйнштейна (1879–1955), который до сих пор остается физиком с величайшей репутацией оригинального мыслителя. Его работа показала, что пространство и время не неизменны, а текучи и податливы. Эйнштейн, получивший гражданство США в 1940, также предоставил миру свое самое известное уравнение E=mc2, демонстрирующее эквивалентность массы и энергии. Его имя стало синонимом идеи гения, и он умер знаменитостью. В 1921 году он был удостоен Нобелевской премии по физике.

  Фотография: Keystone/Getty Images

• Джеймс Клерк Максвелл

  В отличие от Ньютона и Эйнштейна, уроженец Эдинбурга Максвелл (1831-79) практически неизвестен широкой публике. Тем не менее, его вклад в физику был не менее значительным, особенно его открытие теории электромагнетизма. Это показало, что электричество, магнетизм и свет — все проявления одного и того же явления — электромагнитного поля. Прямым следствием этого было развитие радио, телевидения и радаров. Максвелл также провел новаторскую работу в области оптики и цветового зрения. Однако в более поздние годы его богобоязненное шотландское воспитание привело его к спору с эволюционным мышлением Дарвина и других, и он написал статьи, осуждающие естественный отбор.

  Фотография: Стефано Бьянкетти/Corbis

• Майкл Фарадей

  В основном самоучка, Фарадей (1791-1867) стал одним из величайших ученых своего времени благодаря покровительству выдающегося английского химика Гемфри Дэви, который нанял его в качестве помощника в 1813 году. установил представление об электромагнитном поле и открыл электромагнитную индукцию и законы электролиза. Его электромагнитные устройства легли в основу технологии электродвигателей. Он дважды отклонял предложения о рыцарском звании, а когда его попросили посоветовать химическое оружие для крымской войны, отказался по этическим соображениям. Эйнштейн держал фотографию Фарадея на стене своего кабинета (вместе с фотографиями Ньютона и Максвелла).

  Фотография: Popperfoto

• Мария Кюри

  Первая женщина, получившая Нобелевскую премию, и первый человек, получивший две разные Нобелевские премии, Кюри (1867-1934) родилась в Польше и получила свою первую Нобелевскую премию в 1903 году вместе с мужем Пьером за открытие радиоактивности. Однако ей не разрешили участвовать в основной лекции победителей, потому что она была женщиной. После того, как Пьер погиб в автокатастрофе в 1906, она получила свою вторую Нобелевскую премию в 1911 году за открытие радия, хотя была предпринята попытка аннулировать ее, когда появились новости о ее романе с женатым коллегой Полем Ланжевеном. Получив приз, Кюри подверглась нападкам со стороны французской прессы. Ланжевена проигнорировали.

  Фотография: Bettmann/Corbis

• Ричард Фейнман

  Один из самых влиятельных и ярких физиков 20-го века, Фейнман (1918-88) сыграл ключевую роль в развитии квантовой электродинамики, теории, описывающей взаимодействие света и материи, что принесло ему Нобелевскую премию в 1965 году. Фейнман также внес свой вклад в области квантовых вычислений и нанотехнологий и был членом Комиссии Роджерса, которая раскритиковала НАСА за уничтожение космического корабля “Челленджер” в 1986 году. Он был заядлым барабанщиком, экспериментировал с наркотиками и часто работал над физическими проблемами в барах топлесс. потому что он сказал, что они помогли ему сосредоточиться. Фейнман умер в 1988, 69 лет.

  Фотография: Шелли Газин/Corbis

• Эрнест Резерфорд

  Уроженец Новой Зеландии Резерфорд (1871-1937) считается одним из величайших физиков-экспериментаторов. Он открыл идею периода полураспада радиоактивности и показал, что радиоактивность связана с превращением одного химического элемента в другой. Он был удостоен Нобелевской премии в 1908 «за исследования распада элементов». Позже Резерфорд стал директором Кавендишской лаборатории Кембриджского университета, где под его руководством в 1932 году Джеймс Чедвик открыл нейтрон, а Джон Кокрофт и Эрнест Уолтон провели первый эксперимент по расщеплению ядра. Элемент резерфордий был назван в его честь в 1997 году.

  Фотография: Corbis

• Поль Дирак

  Одна из самых почитаемых и самых странных фигур в физике. Сын швейцарца и англичанки, Дирак (1902-84) родился в Бристоле. Он предсказал существование антиматерии, создал некоторые ключевые уравнения квантовой механики и заложил основы современной индустрии микроэлектроники. Дирак получил Нобелевскую премию в 1933 году, но, по словам биографа Грэма Фармело, оставался «эдвардианским гиком». Он отказался от рыцарского звания, потому что не хотел, чтобы люди использовали его имя, в то время как его дочь Моника ни разу не помнила, чтобы он смеялся. «Это балансирование на головокружительном пути между гениальностью и безумием ужасно», — сказал о нем Эйнштейн.

  Фотография: Boyer/Viollet/Rex Features

Темы

9+ лучших каналов YouTube для любителей физики

Если вы больше всего любите погружаться в контент, связанный с физикой, вот несколько отличных каналов YouTube для вашего рассмотрения.

На YouTube есть много отличных каналов, которые производят материалы, связанные с физикой, но некоторые из них лучше, чем другие.

СВЯЗАННЫЕ: 11 УДИВИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ НА YOUTUBE, КОТОРЫЕ БУДУТ ЗАХВАТЫВАЮТ

Какой канал о физике лучший на YouTube?

По данным таких сайтов, как medium.com, вот некоторые из лучших:

Какие образовательные каналы YouTube самые лучшие?

Если вы хотите расширить свои знания за пределами физики на YouTube, вы также можете рассмотреть некоторые из этих замечательных образовательных каналов: 

Может ли YouTube сделать вас умнее?

YouTube, как и многие ресурсы в Интернете, может быть немного случайным. Помимо большого количества «мусорного» контента, в нем также есть большая коллекция информативных и расширяющих кругозор материалов, если вы потратите время на их поиск.

По этой причине в зависимости от того, что вы смотрите, можно утверждать, что YouTube может «сделать вас умнее». Самый важный факт заключается в том, что YouTube — отличный ресурс для прослушивания людей с разными точками зрения, особенно в отношении политики.

Это очень важно для обеспечения сбалансированного питания при решении определенных спорных вопросов. Это также отличный способ вырваться из любого политического пузыря, в котором вы могли случайно оказаться. Согласны вы или нет, зависит от вас, но в конечном итоге YouTube — это просто еще один источник информации, как и любой другой.

Никогда не используйте его в качестве единственного источника информации и обучения.

Девять замечательных каналов на YouTube, посвященных физике

Если вы живете и дышите всем, что связано с физикой, то вам определенно стоит заглянуть на любой из этих каналов на YouTube. Следующий список далеко не исчерпывающий и не имеет определенного порядка.

1. Sci Show немного отличается

С базой подписчиков более 5,85 миллионов Sci Show является одним из самых популярных научных (включая физику) каналов на YouTube. Он охватывает множество различных тем, но содержит несколько очень интересных и занимательных эпизодов на темы, связанные с физикой.

“SciShow исследует неожиданное. Семь дней в неделю Хэнк Грин, Майкл Аранда и Оливия Гордон углубляются в научные темы, которые бросают вызов нашим ожиданиям и делают нас еще более любопытными!” – Научное шоу.

Самый популярный

2. Умнее каждый день, безусловно, стоит посмотреть

SmarterEveryDay — это фантастический канал на YouTube, если вы любите что-либо, даже отдаленно связанное с физикой. Им управляет инженер по имени Дестин Сэндлин, и он содержит очень интересные видео на многие темы, от стрельбы из лука до космоса.

Дестин взял на себя задачу вывести своих зрителей за пределы чистой теории науки в веселой и занимательной манере.

“Я исследую мир с помощью науки. Это почти все, что нужно сделать. Посмотрите 2 видео. Если вы узнаете что-то ПОТРЯСАЮЩЕЕ, подпишитесь, если считаете, что я это заслужил”, – отмечает SmarterEveryDay.

Канал начал свою работу в 2006 году и с тех пор стал популярным благодаря колоссальным  7,26 миллионам  подписчиков.

3. Veritasium действительно очень хорош

Veritasium – еще один невероятно популярный канал на YouTube, посвященный науке. Он стартовал в 2010 году и сейчас насчитывает 90 015 6,34 миллиона 90 016 подписчиков.

Хостинг Дерека Мюллера. Название Veritasium происходит от латинского слова «истина» или «Veritas».

Этот канал, в отличие от других, описанных выше, в основном посвящен темам, связанным с физикой, включая такие вещи, как гидродинамическая левитация и квантовая запутанность.

Это отличный канал для просмотра, если вы хотите освежить свои знания по определенной теме. Если вы хотите узнать что-то совершенно новое, этот канал для вас.

4. Vsauce просто фантастический

У Vsauce огромная  14,7 млн  абонентская база, и на то есть веская причина. Это, безусловно, один из лучших научных (включая физику) каналов на YouTube.

Видеоролики охватывают широкий круг тем, но, как правило, сосредоточены на теоретических аспектах науки. Каждое видео представлено Майклом Стивенсом, чей стиль повествования в равной степени увлекателен и интересен.

Большинство эпизодов начинаются с постановки вопроса и попытки ответить на него. Темы охватывают такие вещи, как Земля, космос, человеческий мозг, человеческое существование и многое другое.

5. TEDs Talks — еще один замечательный ресурс

TEDx Talks — еще один очень популярный источник контента на YouTube. Благодаря регулярным лекциям и выступлениям выдающихся ученых в различных областях TEDx предоставляет прекрасный ресурс по многим предметам.

Вам нужно будет поискать контент, связанный с физикой, на их канале, но это определенно стоит потраченного времени.

6. Minutephysics — это весело и интересно

Minutephysics — еще один замечательный канал на YouTube, посвященный физике. С 2011 года им управляет Генри Райх. «Проще говоря, крутая физика и другие приятные науки», — гласит его слоган.

Канал освещает различные аспекты науки от энтропии, астрономии, квантовой телепортации до многих других предметов.

Большинство видео длятся всего около  5 минут, , и они разбивают каждую тему на понятные объяснения с великолепной мультяшной графикой.

7. Physics Girl — одна из лучших

Physics Girl, управляемая Дайанной Коуэрн, — отличный канал на YouTube, если вы любите все, что связано с физикой. Она регулярно исследует различные предметы, проводя собственные эксперименты «сделай сам».

У Дианны великолепный стиль презентации, и она точно будет развлекать вас часами.

8. Kurzgesagt – In A Nutshell – это круто

Если вы любите физику и милых анимированных птиц, то Kurzgesagt – In A Nutshell должен быть прямо на вашей улице. На сегодняшний день это один из самых популярных каналов на YouTube, и с 2013 года он стал очень популярным среди 9 0015 9,62 миллиона  подписчиков.

Каждое видео очень тщательно проработано и сделано невероятно качественно. Их содержание не всегда связано с физикой, но каждое видео очень информативно и, что более важно, весело.

9. 

Отличный канал NOVA PBS

NOVA PBS – один из самых популярных научных сериалов на телевидении. Еженедельно у него в среднем 5 миллионов зрителей.

В 2006 году они решили перенести свою формулу успеха на YouTube, и с тех пор им удалось набрать базу подписчиков, превышающую  168 000  . На канале NOVA на YouTube есть большой выбор клипов NOVA и отдельных видеороликов на различные темы.

Особый интерес представляет хороший выбор материалов по космосу и астрономии.