Сообщество - Лига Физиков

Лига Физиков

465 постов 2 523 подписчика

Популярные теги в сообществе:

7

Принцип неопределенности и монитор с ЭЛТ

Я за выходные наверное слишком много смотрел Семихватова и поэтому задался вот таким вот вопросом.

В квантовой механике принцип неопределенности Гейзенберга постулирует, что, цитирую: у частицы не могут быть одновременно точно измерены положение и скорость (импульс).

Вот устройство электронно-лучевой трубки.

Принцип неопределенности и монитор с ЭЛТ Физика, Эксперимент

Често стырено с англоязычной википедии.

Так вот, энергию, с которой электрон выходит из катода, я так понимаю, можно измерить или рассчитать. Его траектория понятна, более того, ей можно управлять. Более того, расстояние от катода до экрана тоже известно, и зная время, с которой электрон долетает до экрана, можно посчитать и скорость тоже.

Получается, что электронно-лучевая трубка нарушает принцип неопределенности? Нобелевку мне? ))

И второй вопрос - почему не возникает на экране дифракционной картины?

Вопросы наверное тупые для умных в лиге физики, но мне они спать реально не дают.

Показать полностью 1
84

Нюансы реактивного движения, о которых не говорят в школе

В школьной физике много что идеализируется в целях упрощения вычислений и доступности для понимания. Пренебрегаем сопротивлением, вводим нерастяжимую невесомую нить, g=const в пределах Земли и т.п.

Реактивное движение - одна из тем, которой отводится меньше всего времени в школьной программе, однако это уникальная технология, которая нашла место во многих сферах: авиастроение, машиностроение, естественно-научная и др. В статье рассмотрим, насколько сильно опускаются нюансы в примере "воздушный шарик" в сравнении с действительностью на примере "движение ракеты".

Чем хорош пример с шаром?

1) В простоте и наглядности. Простое тело небольшого размера, удобно демонстрировать опытным путем и рисовать силы для объяснения.

2) Универсальность. От простого к сложному: если понял принцип на шарике, то увидеть его в более сложной модели не составит труда.

3) Идеализация без потерь. Объясняя на данной модели, можно смело пренебрегать изменением массы со временем, объемом, трением о воздух и тп. - на суть технологии это не скажется.

Как дела обстоят в действительности?

Реактивное движение - движение под воздействием реакции потока масс, отбрасываемых от аппарата. Один из основных законов, описывающих реактивное движение, это закон сохранения импульса. Мы можем его применять, так как система ракета-топливо замкнутая. Почему замкнутая? - потому что количество взаимодействующих тел не меняется со временем. Но стоит понимать, что не существует абсолютно замкнутых систем, поэтому тут небольшой момент идеализации присутствует. Теперь укажем нюансы, о которых не упоминают на примере с шаром и проведем параллели с ракетой:

1) Изменение массы непостоянно (это касается не только ракет, но и воздушного шара тоже). Это значит, что за равные промежутки времени аппарат теряет неравные бесконечно малые массы (∆m). Поэтому ракета,что справедливо и для шарика, считается телом с переменной массой.

2) Изменение скорости вылетающей массы и ракеты тоже меняется (∆V). Постоянный набегающий поток топлива для сгорания в камере сгорания поддерживает определенное давление газа. Процесс сгорания топлива и выброс масс осуществляется в определенном ритме. Поэтому может сказать, что скорость истечения сгораемой струи относительно ракеты постоянна

3) Может возникнуть неправильное понимание, что именно масса приводит ракету в движение. Однако это не так, ракета, как и воздушный шар, двигаются на счет силы, которая называется реактивной силой тяги, возникающая в результате вылета с большой скоростью газов, жидкости.

Почему мы не может пренебречь ∆m? Дело в том, что масса, хоть и бесконечна малая, в сумме с такими же себе подобными окажет значительное влияние на математические расчеты. Так же она дает ракете бесконечно малый импульс (∆p_x), но, суммируя эти малые импульсы, окажется, что вовсе они не малые.

Основные законы для тел с переменной массой: уравнение Мещерского и формула Циолковского, которая была получена из первого. Законы дали возможность определять изменение со временем величины скорости, приобретаемой ракетой в результате работы реактивного двигателя.

U=v*ln(M/M-m), где М-стартовая масса ракеты, m-масса топлива, v-скорость истечения газов;

Стоит отметить, что представленная формула для одной ступени. Для многоступенчатых ракетоносителей формула выглядит немного иначе.

Рассмотрим применение формулы Циолковского

Задача: определить идеальную скорость ракеты «Фау-2», если стартовая масса М=12500 кг, масса незаправленной ракеты с полезной нагрузкой m=4000 кг, а скорость истечения газов V=2050 м/с.

Решение:

1) В условии дана так называемая сухая масса m (без топлива). Найдем отношение масс, по-другому число Циолковского, 12500/4000=3,125. Прологарифмировав значение 3,125, можно получить 1,41.

2) Посчитаем: 1,41 *2050=2 337 m/c

Ответ: 2 337.

Зафиксированная скорость "Фау-2" 1700 м/с. Куда могли пропасть остальные 637 м/с? Я предположила, так как формула Циолковского предназначена для того, чтобы найти идеальную скорость. Расчеты не учитывают аэродинамические, гравитационные и потери на управление.

Итог: рассмотрели тонкости реактивного движения, а именно: переменные физические величины, ошибки в определении движущей силы и обоснование пренебрежения ∆m; посмотрели применение формулы Циолковского на практике.

это моя первая статья, вышедшая на обозрение. если есть недочеты или пожелания, то приму во внимание.

Показать полностью

Два вопроса к нашим спецам

Всем привет!

Очень надеюсь на помощь наших специалистов по космосу, радио и прочему)

Искал инфу, но ответ на вопрос либо не нашел, либо не понял, поэтому искренне надеюсь, что тут помогут (даже если напихают в спину херов)

Вопрос 1:
Как передаются данные с земли через антенны?

Звук расходится в таком виде?

Два вопроса к нашим спецам Космос, Эксперимент, Радиоволны, Физика, Химия, Наука, Длиннопост

Есть ли предел расширения? Ослабляется ли качество звука с расстоянием?

На определенном расстоянии из-за расширения звук будет вокруг планеты уже ?

Два вопроса к нашим спецам Космос, Эксперимент, Радиоволны, Физика, Химия, Наука, Длиннопост

Как передают данные спутники? По такому же принципу? Почему тогда нам их сложно улавливать?

Два вопроса к нашим спецам Космос, Эксперимент, Радиоволны, Физика, Химия, Наука, Длиннопост

Вопрос 2:

Представим космос:

Два вопроса к нашим спецам Космос, Эксперимент, Радиоволны, Физика, Химия, Наука, Длиннопост

В этом космосе мы создаем шар. Шар НЕ пропускает свет, воздух и тд. Система закмнута на себе.

Засыпаем внутрь почву, добавляем воду, загружаем туда кислород с земли, сажаем деревья, создаем облака и тд.

Два вопроса к нашим спецам Космос, Эксперимент, Радиоволны, Физика, Химия, Наука, Длиннопост

Теперь мы ставим в центре огромную закрытую герметичную печь.

В этой печи есть дверь для того, чтобы загрузить туда топливо и отверстия для подачи кислорода извне (т.е. работают они именно на выкачку кислорода снаружи)

Два вопроса к нашим спецам Космос, Эксперимент, Радиоволны, Физика, Химия, Наука, Длиннопост

Теперь мы берем 50% от деревьем + уголь из почвы и загружаем в печь.

Напоминаю, после того, как мы загрузили топливо и закрыли дверь - в печь только подается кислород извне. сама она никуда ничего не выделяет.

Мы теряем % от веса этой сферы безвозвратно или нет?

Или печь просто взорвется, потому что ей все равно нужно энергию выпускать из себя? И если . допустим, у нас есть отверстие для выхода - вся та энергия и материя, которая выделяется при сжигании - она вернется обратно без потери веса и сфера останется +- такой же по весу?

Показать полностью 6
4

Суть теплоёмкости

Возник вопрос относительно данного параметра вещества. Почитал, пишут, что разные вещества обладают разной удельной теплоёмкостью, но глубже вопрос не раскрывается. К примеру у древесины это 1,7, а у стали 0,47. То есть, чтобы нагреть 1 кг древесины на один градус, нужно затратить энергии примерно в 4 раза больше чем нагреть 1 кг стали на этот же градус. Так же, если смотреть данные теплоёмкости у разных веществ, можно заметить корреляцию с их плотностью и теплопроводностью (но это не всегда так) В чём суть явления? Получается, что энергия расходуется не только на нагрев, а на что-то ещё? Или тут для понимания не хватает ещё какой-то физической величины?

4

Теория относительности Эйнштейна и моя теория «Объективная редукция волновых функций»

Теория относительности Эйнштейна и моя теория «Объективная редукция волновых функций» Эффект наблюдателя, Фотон, Волновая функция, Длиннопост

Альберт Эйнштейн, родившийся 14 марта 1879 г., в г. Ульм, Германская империя, открыл свои изыскания по теории относительности в 26 лет. Наибольшую известность Эйнштейну принесла теория относительности, изложенная им впервые в 1905, в статье «К электродинамике движущихся тел» . Уже в юности Эйнштейн пытался понять, что увидел бы наблюдатель, если бы бросился со скоростью света вдогонку за световой волной. Теперь Эйнштейн решительно отверг концепцию эфира, что позволило рассматривать принцип равноправия всех инерциальных систем отсчета как универсальный, а не только ограниченный рамками механики.

Эйнштейн выдвинул удивительный и на первый взгляд парадоксальный постулат, что скорость света для всех наблюдателей, как бы они ни двигались, одинакова. Этот постулат (при выполнении некоторых дополнительных условий) приводит к полученным ранее Х. Лоренцем формулам для преобразований координат и времени при переходе из одной инерциальной системы отсчета в другую, движущуюся относительно первой. Но Лоренц рассматривал эти преобразования как вспомогательные, или фиктивные, не имеющие непосредственного отношения к реальному пространству и времени. Эйнштейн понял реальность этих преобразований, в частности, реальность относительности одновременности.

Таким образом, принцип относительности, установленный для механики еще Галилеем, был распространен на электродинамику и другие области физики.

Меня назвали в честь Эйнштейна тоже Альберт, потому что я родился тоже 14 марта, но в 1988 г., в г. Уфа, СССР. И я открыл свои изыскания по пятому фундаментальному физическому взаимодействию только лишь в 35 лет.

Этим постом я хочу распространить третий закон Ньютона на электродинамику, и сделать вывод о производности физической величины "секунда". Итак, начну.


Теория «Объективная редукция волновых функций».

Можно сделать предположение о наличие 5го фундаментального физического взаимодействия - концентрация внимания. Наблюдатель воздействует силой концентрации внимания на волновую функцию, которая вызывает появление равной силы противодействия (выдвигается гипотеза о применимости третьего закона Ньютона).
Энергия световой волны при этом остается неизменной, а появившийся фотон становится переносчиком энергии
E = h * c / λ , где
E - энергия фотона
λ - длина волны фотона
c - скорость света в вакууме
h - постоянная Планка
По закону сохранения энергии можно сделать предположение, об отрицательной производимой работе (энергии) силы противодействия концентрации внимания наблюдателя, с которой действует волновая функция на фотон, на котором измеряется сила действия концентрации внимания наблюдателя. Отрицательная работа могла бы подтвердиться при отрицательном перемещении фотона, представляющим собой по сути возвращение фотона во времени.

Факт наблюдения в этом случае вырождается в факт появления ненулевой! (вероятно, при изменении значения null на скалярное значение) концентрации внимания в точке, в которой проводятся измерения. Для оперирования предлагается использовать термин коэффициент согласованности (ConformityPercentage), значение должно быть вещественного типа и лежать в интервале [-1 .. 0 .. 1].

Отрицательная работа A = F конц. * (1 - k согл.) * λ = h * c / λ. Отсюда можно вывести показатель концентрации волны фотона, как F конц. * (1 - k согл.) = h * c / λ ^ 2.

Понятие времени в таком случае можно математически рассмотреть не как скалярную величину, а как производную функции, описывающей перемещение объекта в координатах трехмерного пространства. Таким образом производная первого уровня будет являться "ускорением времени" определяющую разную скорость течения времени в инерционных системах специальной теории относительности. Производная второго уровня будет выражаться скалярной величиной, в таком случае появляется возможность отрицательного роста показателя времени.

Физический смысл величины времени в таком случае определяется как отношение количества электронов к силе тока (электрон / Ампер или Кулон / Ампер).
Один электрон имеет заряд 1,602 × 10^-19 кулонов, поэтому вы можете найти количество электронов в 1 кулоне заряда, приняв значение, обратное этому числу. Произведя арифметические расчеты, вы обнаружите:
1 кулон = 6,242 × 10^18 электронов,
1 ампер равен 1 кулону в секунду, что означает:
1 ампер = 6,242 × 10^18 электронов в секунду.
Например, при токе 15 ампер cкорость потока 9,363 × 10^19 электронов в секунду. При токе 7 мА (0,007 ампера) протекает 4,369 × 10^16 электронов в секунду.

Ньютон — производная единица. Исходя из второго закона Ньютона, она определяется как сила, изменяющая за 1 секунду скорость тела массой 1 кг на 1 м/с в направлении действия силы. Отсюда мы можем интерпретировать 1 секунду как время, за которое скорость тела массой 1 кг изменяется на 1 м/с в направлении действия силы 1 Н. Или как квадратный корень величины кг * м / Н.
Предлагается вывести значение физической величины Ньютон = кг * м * Ампер^2 / Кл^2.
В амперах измеряется также магнитодвижущая сила и разность магнитных потенциалов (устаревшее наименование — ампер-виток).

Н = Дж / м = Ампер * Вольт * с / м = Ампер * Вольт / Скорость.
Показатель концентрации волны фотона F конц. * (1 - k согл.) = I * U / c.

Вернемся к допущению, что существует отрицательная работа, которая подтверждалась бы отрицательным перемещением фотона, представляющим собой по сути возвращение фотона во времени.
Коэффициент согласованности равный единице определяет безусловную причинно-следственную связь.
Отрицательная работа объективной редукции волновой функции прямо пропорциональна показателю концентрации волны фотона F конц. * (1 - k согл.), который должен быть больше 0, что будет возможно только при k согл. < 1. Фотон возвращается во времени не из одной вариации развития событий, а из бесконечного количества мультиверс вселенных.

Отсюда можно утверждать, что коэффициент согласованности Единица достижим только в инерционных системах, движущихся со скоростью света, и определяет равную безусловность причинно-следственной и следственно-причинной связей, т.е. движение одновременно и в сторону положительного и сторону отрицательного роста времени.

Показать полностью
1

Задумался

Задумался Физика, Труба, Ветер, Вопрос

Имеем ветер и трубу. Предположим скорость ветра 4 м/с, труба 4 метра длиной, высота колена (перепад между высокой и низкой точкой) 3 метра, диаметр 50 мм, Вопрос, какая скорость потока воздуха будет в самой трубе? Хотя бы прикинуть масштаб, поэтому некоторые малозначимые явления можно идеализировать

Показать полностью 1
Отличная работа, все прочитано!