Открыта сила притяжения за счет теплового излучения
Экспериментально обнаружено, что тепловое излучение от нагретого тела притягивает — а не отталкивает! — находящиеся поблизости атомы. Хотя явление основывается на хорошо известных эффектах атомной физики, оно долгое время оставалось незамеченным и было теоретически предсказано всего четыре года назад.
Сдвиг уровней энергии за счет теплового излучения
Недавно в архиве электронных препринтов появилась статья, сообщающая об экспериментальном подтверждении того, что тепловое излучение от горячего тела способно притягивать к телу находящиеся поблизости атомы. Эффект выглядит, на первый взгляд, противоестественным. Тепловое излучение, испущенное нагретым телом, улетает прочь от источника — так почему же оно способно вызывать силу притяжения?!
Хотя этот эффект был теоретически предсказан всего четыре года назад, ничего сверхсложного и тем более мистического в нем нет. Явление опирается на тот простейший факт, что тепловое излучение — это электромагнитные волны. Это замечание очевидно, но его легко упустить из виду; упомянем лишь, что вот эта простая задача иногда ставит в тупик даже физиков.
Давайте разберемся с явлением. Электромагнитная волна — это колебание электрических и магнитных полей, и эти поля, разумеется, действуют и на атомы и молекулы. Для полярной молекулы, у которой есть свой электрический дипольный момент (о том, что это такое, можно прочитать в новости Первые результаты эксперимента ACME: электрический дипольный момент электрона по-прежнему нулевой, «Элементы», 30.12.2013), всё просто: появляется энергия взаимодействия, линейно пропорциональная электрическому полю. Она может быть положительной или отрицательной в зависимости от того, как ориентирован дипольный момент относительно внешнего поля.
Но даже если у молекулы или атома нет своего дипольного момента, то он индуцируется тем же самым электрическим полем. Внешнее поле поляризует частицу: слегка растягивает в стороны положительные и отрицательные составляющие и тем самым наводит в ней дипольный момент, пропорциональный напряженности поля. Легко частицу поляризовать или нет — зависит от ее устройства и характеризуется одним числом, которое называется поляризуемость (вот, кстати, любопытный рассказ о том, как измеряли поляризуемость пи-мезона). А потом само же поле с этим индуцированным дипольным моментом и взаимодействует. При таком раскладе энергия взаимодействия зависит от внешнего поля квадратично и автоматически получается отрицательной — по крайней мере если поле меняется во времени медленно по сравнению с откликом атома. Говоря простыми словами, энергия атома понижается: нейтральному атому энергетически выгодно находиться в электрическом поле.
Теперь вернемся к тепловому излучению. Даже если атом в лабораторной установке находится в идеальном вакууме, он всё равно погружен в «ванну» теплового излучения, которое приходит со стенок камеры. Это излучение создает хаотическое колебание электрического поля, которое вызывает столь же хаотическую — но синхронную с полем! — поляризацию атома. Поэтому, несмотря на беспорядочность флуктуаций, общий результат остается тем же: энергия атома понижается на величину, пропорциональную плотности энергии теплового излучения.
Представим теперь нагретое до температуры T тело (для простоты — шар) и расположенный рядом с ним атом. Тело испускает тепловое излучение, причем мощность излучения быстро растет с температурой — пропорционально T4. Это излучение расходится во все стороны, поэтому плотность его энергии падает с расстоянием как 1/r2. Атом, находясь поблизости, чувствует это излучение — ведь оно понижает его энергию. А поскольку атом стремится понизить свою энергию взаимодействия как можно сильнее, ему энергетически выгодно приблизиться к шару — ведь там понижение энергии наиболее существенно!
Результат: атом притягивается к источнику теплового излучения с силой, пропорциональной T4/r3.
Свойства тепловой силы притяжения
Чтобы лучше представлять себе ситуацию, давайте задержимся на несколько минут и поговорим об этом явлении.
Подчеркнем, во-первых, что направленность силы на источник — это побочный эффект. Тело своим излучением вовсе не притягивает атом. Просто атом энергетически чувствует, что плотность энергии излучения неоднородна в пространстве, — и его «тянет» в том направлении, в котором она возрастает. Для шара это направление — прямо на шар. Но если тело — полый цилиндр, а атом расположен на оси, то он будет втягиваться по оси в отверстие, а не притягиваться к стенке.
Во-вторых, существует, конечно, и встречное взаимодействие — прямое давление теплового излучения на атом. И свет, и тепловое излучение, будучи электромагнитными волнами, оказывают давление на любую мишень. Но расчеты показывают, что такое радиационное давление на отдельные атомы очень слабое, намного слабее описанной силы притяжения. Это соотношение не зависит от температуры в широком диапазоне: ведь обе силы пропорциональны T4. Ситуация изменится только при очень высоких температурах в тысячи градусов, когда поглощение отдельных фотонов станет сильным.
В-третьих, существует еще одна сила притяжения — гравитационная. Она не зависит от температуры, но растет с массой тела, а при удалении от тела она спадает по более медленному закону (1/r2 против 1/r3). Поэтому соотношение между двумя силами притяжения зависит от массы и температуры источника и от расстояния до него. На рис. 2 показан сдвиг уровня энергии атома при взаимодействии с шаром радиуса R за счет трех сил: теплового излучения, гравитационного притяжения, а также для электростатического взаимодействия, если предположить, что на шаре есть электрический заряд. Видно, что для комнатных температур новая сила притяжения преобладает над гравитацией даже для вполне крупных тел. Можно даже оценить, что «сферический человек в вакууме», то есть шар массой 70 кг и температурой 300 К, будет притягивать находящиеся поблизости атомы и за счет гравитации, и за счет теплового излучения с примерно одинаковой силой.
Рис. 2. Энергия взаимодействия атома с шаром радиуса R за счет трех сил: теплового излучения (красные линии), гравитационного притяжения (синий пунктир) и электростатического взаимодействия (зеленый пунктир) для двух вариантов заряженной сферы: с зарядом в 1 электрон и с фиксированной поверхностной плотностью заряда. График из статьи M. Sonnleitner et al., 2013. Attractive Optical Forces from Blackbody Radiation
Наконец, удивляет, что такое интуитивно ясное явление было теоретически предсказано совсем недавно, в 2013 году. Это особенно поразительно в свете того, что его первопричина — понижение уровня энергии за счет теплового излучения — известна физикам уже много лет. Оно, например, влияет на ход атомных часов, и с этим влиянием приходится бороться, если есть необходимость держать точность на уровне лучше 10−14. Да и сам факт, что электромагнитное излучение может не только толкать, но и тянуть, — тоже известен и давно используется в технологии оптического манипулирования микрочастицами (см., например, статью Сила света — от атомов до космических кораблей). Видимо, переход от лазерного луча к спектрально широкому, некогерентному, ненаправленному тепловому излучению оказался нетривиальных шагом. Как рассказывает заметка в журнале Physics World, эта теоретическая работа появилась на свет как раз благодаря тому, что одна из его авторов, занимающаяся биомедицинской физикой и работающая с оптическим пинцетом, задалась вопросом: а нельзя ли такое же устройство сделать без лазера?
Подробности эксперимента
Теоретическое предсказание необходимо подтвердить экспериментально, и, судя по графику на рис. 2, для этого не требуются какие-то экзотические условия. Достаточно подвесить небольшой макроскопический груз в вакууме, нагреть его на сотню-другую градусов, разместить рядом атомы и измерить силу притяжения. Расчеты показывают, что притяжение за счет теплового излучения будет доминировать над всеми другими силами. Проблема в том, что сила всё равно получается очень маленькой, и измерять ее нужно с помощью тонких атомных экспериментов. К счастью, современная атомная интерферометрия уже достигла требуемой точности и способна выполнить такое измерение.
В статье Attractive force on atoms due to blackbody radiation, появившейся в архиве препринтов этой весной, сообщается о прямом экспериментальном подтверждении новой силы. Работа выполнена в группе Холгера Мюллера в Калифорнийском унивеситете в Беркли на том же самом атомном интерферометре, о котором шла речь в недавней новости Эксперимент с атомным интерферометром наложил новые ограничения на субгравитационные силы («Элементы», 11.08.2017). Более того, в этой работе использовалось то же самое тело: небольшой вольфрамовый цилиндр высотой и диаметром 25,4 мм с осевым отверстием диаметром 10 мм и боковой прорезью, благодаря которой его можно было вдвигать и выдвигать во время экспериментов с подкидыванием атомов (см. рис. 1). Атомный интерферометр позволяет напрямую измерить ускорение атомов a, которое, конечно, очень близко к ускорению свободного падения g. Сравнивая это ускорение с телом и без него, можно почувствовать разницу — дополнительное ускорение, вызванное наличием поблизости тела. Именно так в прошлой работе измерялось гравитационное притяжение к телу, а в новой работе — воздействие теплового излучения.
Для того чтобы отделить эффект теплового излучения от других сил, авторы нагревали вольфрамовый цилиндр инфракрасным лазером до температуры 460°C и затем, по мере остывания, в течение 6 часов проводили измерения. Параллельно с этим отслеживалась температура тела. После многократного повторения эксперимента физики построили зависимость остаточного ускорения a − g от температуры и сравнили ее с теоретическими предсказаниями (рис. 3). Она получилась отрицательной, что отвечает дополнительному ускорение вверх, к телу. И самое главное — зависимость от температуры отлично ложилась на график T4 − T04, где T0 — температура стенок вакуумной камеры, равная 296 K. Даже если предположить изначально произвольную степенную зависимость от температуры Tn, то на основании самих данных степенной показатель получается равным n = 4,021 ± 0,035, то есть четырем.
Рис. 3. Зависимость дополнительного ускорения атома от температуры груза. Точки — экспериментальные данные, пунктир — теоретически предсказанная зависимость. График из обсуждаемой статьи
Авторы работы уделили много внимания доказательству того, что никакие другие известные эффекты не могут объяснить обнаруженную силу. То, что это не гравитационное притяжение, ясно из температурной зависимости, да и величина ускорения — намного больше (сравните числа с результатами из упомянутой новости). То, что это не результат газовыделения из нагретого тела, видно сразу по нескольким признакам. Во-первых, сила направлена к телу, а не прочь от него. Во-вторых, газовыделение существенно уменьшилось после нескольких циклов нагрева-охлаждения (это отслеживалось по остаточному давлению в вакуумной камере), но сила эффекта оставалась всегда неизменной. В-третьих, рассеяние на посторонних атомах неизбежно ухудшало бы квантовую когерентность, но эксперимент демонстрировал одинаковый интерференционный контраст при любых температурах. Наконец, проверялась даже сила за счет эффекта Казимира, но и она тут ни при чем: слишком большие расстояния до груза, да и никакой температурной зависимости от этого эффекта не ожидается.
Последствия
Итак, сила притяжения за счет теплового излучения обнаружена и совпадает с теоретическими предсказаниями. Пожалуй, самое главное следствие — это что новую силу нельзя упускать из виду во всех экспериментах с атомными интерферометрами. Даже если в установке нет никакого горячего тела, всегда есть стенки камеры, в тепловое излучение которых погружен атом. Если температура всей установки одинакова — никаких проблем, тепловое излучение везде одно и то же. Но если в цилиндрической камере имеется перепад температур с градиентом хотя бы 1 градус на метр, это уже сильно исказит показания современных сверхточных атомных интерферометров-гравиметров. Впрочем, ту же силу можно использовать и конструктивно, для дистанционной калибровки атомных интерферометров.
Возвращаясь к исходной теоретической статье 2013 года, упомянем потенциальную важность этого эффекта не только для атомных экспериментов, но и для космических явлений. Авторы рассмотрели силы, действующие внутри пылевого облака плотностью 1 г/см3, нагретого до 300 К и состоящего из частиц размером 5 микрон. Для таких параметров сила притяжения двух соседних пылинок за счет теплового излучения получилась в миллиард (!) раз больше, чем за счет гравитации. На макроскопических расстояниях силовой эффект от теплового излучения уменьшается, но всё равно он перебивает гравитацию даже на удалении в километр.
Повлияет ли эта сила на динамику сжатия газопылевых облаков — трудно сказать без детального моделирования. Но по крайней мере ясно, что эта сила может вмешаться лишь на короткой стадии их эволюции: когда плотность уже очень высока, а температура выросла до сотен градусов, но еще не добралась до тысяч.
Упомянем также, что совсем недавно было теоретически исследовано, как описанный здесь эффект изменится в условиях сильной гравитации. Однако трудно подобрать реалистичную астрофизическую систему, к которой эти расчеты были бы применимы. Обычно вещество, которое падает на черную дыру и достигает зоны сильной гравитации, уже настолько разогрето, что этот эффект там несуществен. Забавно, что сообщения об этой теоретической статье широко разошлись по СМИ, напуская тумана своей загадочностью и даже пугая читателей таинственными космическими силами притяжения.
Источник: Philipp Haslinger, Matt Jaffe, Victoria Xu, Osip Schwartz, Matthias Sonnleitner, Monika Ritsch-Marte, Helmut Ritsch, Holger Muller. Attractive force on atoms due to blackbody radiation // препринт arXiv:1704.03577 [physics.atom-ph].
См. также:
M. Sonnleitner, M. Ritsch-Marte, and H. Ritsch. Attractive Optical Forces from Blackbody Radiation // Phys. Rev. Lett. 2013. V. 111. DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.023601. Статья также доступна как препринт arXiv:1302.3031.
183
Показать комментарии (183)
Свернуть комментарии (183)
-
-
-
Взял студент сферического коня в вакууме, считал, считал тензоры - не сходиться.
Присмотрелся - а он взял кобылу!-
Я нашел "кобылу"на википедии )))
Вот аналогия такого же эффект притяжения но в реальном мире.
во второй части статьи про эффект казимира описана ситуация с кораблями.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82_%D0%9A%D0%B0%D0%B7%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%B0
------------
Когда два корабля, раскачивающихся из стороны в сторону в условиях сильного волнения, но слабого ветра, оказывались на расстоянии менее приблизительно 40 метров, то в результате интерференции волн в пространстве между кораблями прекращалось волнение. Спокойное море между кораблями создавало меньшее давление, чем волнующееся с внешних бортов кораблей. В результате возникала сила, стремящаяся столкнуть корабли бортами. В качестве контрмеры, руководство по мореплаванию начала 1800-х годов рекомендовало обоим кораблям послать по шлюпке с 10—20 моряками, чтобы растолкать корабли. За счет такого эффекта сегодня в океане образуются мусорные острова.
-
-
-
-
В обсуждении, как это почти всегда сейчас происходит, постулирован один из вариантов "объяснения". На самом деле, его применимость нужно было обосновать.
Игорь! Вы очень хороший человек. Вот уже не один год Вы катите камень своей миссии.
Что есть гравитация? Разве её механическое рассмотрение опять стало научным?
В описанном эксперименте было зарегистрировано изменение инерции.
Остальное от лукавого, да?
Очень интересен ход мыслей о доске на волнах. (я сам из бывших).
Все же, там могут быть разные простые эффекты. Например, движение в сторону понижения дна. В этой ситуации каждая следующая волна может быть чуть ниже, и все еще имеет вертикальную компоненту.
Интересно, а добавление нанотрубок в асфальт никак не связано с премией за топологию?
Нет?
На плоскости ЭМ волны не рисуются?
Ну, да, ... да.
И опять эти вихри на уровне Декарта
Основная ценность данной статьи – она рушит некоторые стереотипы и заставляет размышлять, что способствует развитию творческого мышления. Я очень рад, что такие статьи здесь начали появляться.
Можно немного пофантазировать. Если еще понижать энергию тела (объекта), включая энергию внутренних взаимодействий в элементарных частицах, то энергия объекта станет отрицательной. Такой объект будет выталкиваться обычной гравитацией и будет обладать свойством антигравитации. На мой взгляд, современный вакуум нашего Мира не обладает абсолютной нулевой энергией – т.к. он является хорошо структурированной средой, в отличии от абсолютного хаоса. Просто уровень энергии вакуума в шкале энергии принят равным нулю. Поэтому может существовать уровень энергии меньше уровня энергии вакуума - в этом ничего мистического нет.
Можно немного пофантазировать. Если еще понижать энергию тела (объекта), включая энергию внутренних взаимодействий в элементарных частицах, то энергия объекта станет отрицательной. Такой объект будет выталкиваться обычной гравитацией и будет обладать свойством антигравитации. На мой взгляд, современный вакуум нашего Мира не обладает абсолютной нулевой энергией – т.к. он является хорошо структурированной средой, в отличии от абсолютного хаоса. Просто уровень энергии вакуума в шкале энергии принят равным нулю. Поэтому может существовать уровень энергии меньше уровня энергии вакуума - в этом ничего мистического нет.
Если атомы притягиваются к оси цилиндра, то можно по видимому создать ловушку для атомов. В условиях земной гравитации конечно вряд ли, но в условиях невесомости на орбите вполне.
"Возвращаясь к исходной теоретической статье 2013 года, упомянем потенциальную важность этого эффекта не только для атомных экспериментов, но и для космических явлений. Авторы рассмотрели силы, действующие внутри пылевого облака плотностью 1 г/см3, нагретого до 300 К и состоящего из частиц размером 5 микрон."
Нет ли здесь ошибки? Уж больно велика плотность пылевого облака, как у верхнего слоя реголита.
И по самому явлению: а если взять более нетривиальный вариант задачи - действие теплового излучения на неполяризуемую частицу, например, электрон. Куда будет направлена сила? Нагреватель - 100% диэлектрик.
Нет ли здесь ошибки? Уж больно велика плотность пылевого облака, как у верхнего слоя реголита.
И по самому явлению: а если взять более нетривиальный вариант задачи - действие теплового излучения на неполяризуемую частицу, например, электрон. Куда будет направлена сила? Нагреватель - 100% диэлектрик.
-
Да, это высокая плотность, на грани слипания пылинок.
У изолированного электрона нет уровней энергии, ему нечего понижать. Ну и дипольный момент у него отсутствует, в пределах погрешностей (там в тексте как раз есть ссылка на поиски ЭДМ электрона). Поэтому на него эта сила не действует. К тому же он заряжен, на нем хорошо рассеиваются фотоны, так что в целом он будет просто отталкиваться за счет давления.-
Так ли всё просто? Получается, что действие излучения на два заряда иное, чем на сумму действий на каждый из них в отдельности?
-
-
-
Применяя физические законы, надо помнить, что они, собственно, описывают. Принцип суперпозиции говорит о сложении двух ЭМ полей. А здесь одно поле и две заряда. Разумеется, суммарная сила тут равна сумме двух сил. Но это не значит, что общее поведение системы двух зарядов под действием ЭМ поля совпадает с поведением каждой компоненты по отдельности.
-
-
-
-
Очень круто! ))
Только инфракрасный спектр обладает таким свойством?
Или это связано с размером конкретных атомов которые притягивались?
В других спектрах по идее тоже должны быть такие эффекты.
Только инфракрасный спектр обладает таким свойством?
Или это связано с размером конкретных атомов которые притягивались?
В других спектрах по идее тоже должны быть такие эффекты.
-
Дальний ИК спектр удобен тем, что энергии фотонов все еще малы, поэтому все требования выполняются. Более низкие температуры тоже подойдут, но там эффект уже очень слабый. При температурах в тысячи градусов рассеяние фотонов уже намного сильнее, и оно перебивает этот эффект.
-
Я не про нагретое тело говорил. А про другие излучатели и спектры.
Все что мы тут обсуждаем это волновые эффекты. Значит они не могут быть ограничены только ИК диапазоном.
Правильно ли я понимаю, что в зависимости от размера частицы нужно подбирать соответствующую длину волны?
Для тяжелых атомов или атомов водорода надо подбирать свою частоту чтоб притяжение было максимальным?
Сейчас в моей голове крутится прикольная идея как такое проверить например на волнах в бассейне или море.
Т.е. сделать механическую игрушку, которая будет плыть против волн.
Что думаете на счет такой возможности?-
1) Длина волны должна быть существенно больше размера частицы.
2) Сама система не должна взаимодействовать с внешним воздействием как целое, взаимодействие осуществляется только за счет индуцированной поляризации.
3) Должен быть дискретный спектр возбуждений, а энергии квантов должны быть существенно меньше расстояний между уровнями, иначе волны будут легко рассеиваться и оказывать тем самым давление. При выполнении этих условий эффект от длины волны уже не зависит.
4) Сила должна быть векторной, а не скалярной, чтобы понижать энергию системы.
А теперь представьте, можно ли это реализовать для волн на воде.-
Частично этот эффект я хорошо наблюдаю в реальном мире. Я люблю гоняться на яхтах. И мастера спорта по яхтингу выигрывают регаты именно за счет умения правильно ходить против волны. Т.е. если все делать грамотно, то набегающие волны придают яхте дополнительную энергию.
Фактически это парадокс. Но он хорошо заметен в гонках. Как только поднимаются волны, сразу же происходит "квантование" по уровням мастерства )) Любители затормаживаются, а профи наоборот получают дополнительное преимущество.
Так что такая игрушка вполне реальна.
Я настраивал свою яхту так, что она шла без управления и какого либо вмешательства против ветра и против волн без проблем.
Если копать глубже, то именно такая настройка и дает максимальное преимущество.
Скажем так, если представить себе точечный источник сильного ветра посередине озера, то моя яхта будет стремиться к нему и ходить кругами до бесконечности...
очень красивая и реальная аналогия например движения земли вокруг солнца )))
и создается впечатление что есть некая сила которая тащит яхту к источнику ветра.
Кстати можно задачку вынести на элементы и оценить например минимальное расстояние на которое яхта может подойти к источнику ветра.
Напомню что яхта под парусами ходит против ветра галсами, описывая подобие синусоиды. Поворачивает она только через нос. Ели ее развернет то магия исчезнет и она пойдет назад по ветру. -
Вы, на мой взгляд, немного запутались. В хождении галсом нет никаких похожих на описываемый эффектов. Там сложная сумма вполне определенных сил, которая дает результирующую силу, у которой есть ненулевая отрицательная проекция вдоль оси направления ветра.
-
Вы не прочитали внимательно текст выше. Я предложил сделать не сложное механическое устройство которое сможет плыть против волн. ИИ утверждает что такое не реально в реальном мире ))) А меня всегда веселят его жесткие взгляды на реальный мир.
И как пример я вспомнил яхту которая может это делать сама.
Вот и все.
Кстати не поленитесь и объясните себе как яхта ходит против ветра и почему этот курс наиболее эффективный.
сейчас я придумываю как наиболее просто сделать следующий эксперимент. Мы берем разного размера шарики и засовываем внутрь них моторчики с грузиком для создания вибрации.
Желательно конечно сделать так чтоб можно было настраивать частоту.
Что будет если бросить их на гладкую поверхность воды?
Будет ли эффект притяжения маленьких шариков к большому и как он будет зависеть от частоты?
Но где то в глубине памяти мне кажется я уже видел этот эксперимент и волновой эффект притяжения.
Кто то можт помочь с этой идеей?-
> Кстати не поленитесь и объясните себе как яхта ходит против ветра и почему этот курс наиболее эффективный.
Яхта будет ходить против ветра и совсем без волн. ;-))
Ветер всего лишь придаёт яхте импульс через её парус, а киль и руль через давление на воду изменяют направление этого импульса на нужное Вам.
Взаимное положение паруса, руля и киля могут двигать яхту по ветру и в любом другом направлении, кроме как строго против ветра. Поэтому яхта и идёт против ветра галсами, чтобы направление движения яхты против ветра получилось хотя бы в среднем.
Волны здесь совсем не причём. ;-)
-
-
-
-
Ну, кинематически может это чем-то похоже, но аналогия все же очень далекая. Неужели в вашем примере яхта сама будет стремиться в область все большего и большего волнения?
-
На первый взгляд далекая...так как тут волны и ветер. Но на примере яхты все работает. Если она отбалансирована то стремится к источнику ветра галсами. Ты просто сидишь и наслаждаешься физикой процесса попивая коньячок. Особенно прикольно наблюдать моменты ускорения и динамику процесса в разных точках траектории. Руки не дошли правда оценить примерную функцию которая описывает траекторию.
Мы строили похожие модели для частиц и гоняли их на компе.
Я предлагаю другой эксперимент.
Берем шарики или мячики разного размера и засовываем внутрь вибраторы с настраевоемой частотой.
Бросаем их на гладкую поверхность воды и наблюдаем эффект волнового притяжения или отталкивания. Без ветра. Только за счет вибраций и интерференции волн на воде. Надо только подобрать частоту. Стоячие волны и резонанс сделают свое дело ))
Мне кажется где то я видел такое видео.-
Я думаю, что волны тут не причем. И физика другая. Это наподобие реактивной тяги, которая действует перпендикулярно направлению ветра за счет паруса (парус разворачивает ветер). При этом, если яхту развернуть немного против ветра, то она туда и пойдет, т.к. сопротивление воды в этом направлении будет меньше, чем прямой снос яхты ветром. Желаю Вам хорошего отдыха, и побольше коньячка!
-
Нет никакой реактивной тяги конечно. Вернее ваша мысль понятна но это не корректное определение.
Точно так же сказать что планер, которые летает за счет воздушных потоков создает реактивную тягу.
Паруса против ветра работают как крыло самолета.
Мастерство яхтсмена влияет на то как он настаивает парус и придает ему наиболее эффективную форму для создания тяги. Там все очень не тривиально. Иногда смещение на 1 см шкота (веревки) являет критичным. Поначалу я даже насечки рисовал чтоб не отставать от общей компашки.
Что касается физики.
Обычных волн без ветра не бывает. На этой идее мой коллега получил докторскую по физике. Кусочек докторской колбаски достался и мне как рабочей лошадке за программирование модели и оптимизацию. Но работа была интересная.
Аналогия следующая. На заре освоения ветра и путешествий на парусных кораблях был только один путь - хождение по ветру. При боковом ветре без киля у корабля огромный снос. Отсюда и пошло выражение "ждать попутного ветра".
Но потом появились киль и треугольные паруса и получилось ходить против ветра галсами.
Тоже самое возможно и для хождения под солнечными парусами. Т.е. можно ходить не только по ветру но и галсами идти к источнику излучения, например звезде.
Круто?-
Неа. Не возможно. Невозможно идти в вакууме галсом к источнику излучения. От слова никак. Без затрат энергии никак.
Опять спутали поток излучения с потоком материальной среды. Условия неразрывности выполняется только во втором случае. А только при их соблюдении могут появиться все эффекты, которые толкают яхту в направлении против ветра. И забыли учесть, что среды две, с разным течением. В общем, уж простите, но сомневаюсь, что вы правильно понимаете физику явлений, о которых пишете.-
Вы оторвались от реальности )) Только без обид. Это все уже строится, тестируется и запускается в космос, кажется японцами. Введите на элементах поиск по слову "парус" )))
Уважайте себя и честно внутри себя отвечайте на вопросы и решайте задачки.
Это как спорт или как игра на пианино. Без практики, без игры с другими людьми, без проигрышей - не будет развития и реального удовольствия.
Решать все задачи в мире не возможно. Так или иначе у каждого мозг затачивается на свои классы задач. Иначе не возможно.
-
-
-
-
В реальном мире есть )) И вопрос в том, что является килем. Но это все запатентовано или закрыто NDA и я даже не имею право говорить и намекать на конкретные решения.
А вот аналогии можно обсуждать открыто.
Решите эту задачку и получите удовольствие. Денег не заработаете.
Яхта с килем и парусами - это система на плоской поверхности с колебаниями в 3ем измерении. Она использует 2 среды.
Когда мы переходим в космос, то все аналогично но плюс одно измерение.
Если вы знакомы с ТРИЗом ( теория решения изобретательских задач) то там есть четкие методы для решения таких задач. Вернее там есть подсказки как мыслить.-
С галсирующей яхтой все банально: по ветру яхта набирает кинетическую энергию (паруса "раскрыты"), при движении против за счет взаимодействия с уже водной средой разворачивается против ветра (парус при этом ставится в положение минимального сопротивления ветру). После чего яхта реально может проехать гораздо дальше, чем на стадии разгона, постепенно теряя кинетическую энергию на трение (в жидком геллии можно было бы угнать хоть на бесконечность). Таким образом, в Вашей задаче единственный вопрос касается того, чем развернуть заведомо сложенный (или размещенный ребром к солнцу) парус. Вариантов, конечно, куча: гравитационное поле планеты, магнитное (или электромагнитное) поле от внешнего источника - и т. д. и т. п., но увы, все они требуют именно некоего внешнего источника. Если для решения конкретной навигационной задачи он у Вас есть - летите. Если нет... Силами самой установки Вы его не получите. Закон сохранения импульса, мать его))
-
Охх... ))
https://www.youtube.com/watch?v=tnsTwBYF_EY
Для того чтоб пойти против ветра яхте не надо идти по ветру. Все старты гонок идут против ветра.
Повторюсь что треугольный парус - это крыло самолета с подъемной силой направленной под углом к корпусу лодки. И проекции это силы хватает чтоб идти под углом 30 градусов к ветру. Если ставить яхту еще острее, то встречный ветер уже тормозит ее и парус начинает колебаться и теряет аэродинамическую форму. И те кто лучше чувствуют этот предел выигрывают гонки.
По ветру гоняться не интересно.-
Да, на постоянном сопротивлении тоже можно. Здесь уже просто давление на единицу площади под требуемым углом от ветра вверху - и от воды внизу. Но при переходе к солнечному парусу это только усложнит задачу, т. к. потребует постоянного действия внешнего источника. Я выбрал предыдущий вариант, как более простой, потому как тут можно использовать уже наработанные методики использования планетарных гравитационных полей. Скажем, Вы можете несколько раз крутануться вокруг Земли, каждый раз прибавляя скорость - и в итоге перейти от первой космической ко второй. А потом "добрать" скорость у других планет, совмещая результат от давления СВ с гравитационным маневром
-
Кстати, если надо, могу предложить самую банальную, но при этом эффективную схему разгона до приличных скоростей в осмысленные сроки на ограниченных масштабах (что, наиболее, наверное, привлекательно здесь) солнечного паруса.
Взять два паруса. И тупо соединить их веревкой (например из злополучного нановолокна). Вся система вращается в плоскости с осью, перпендикулярной направлению на Солнце. Парусам задано такое вращение, чтобы при движении к Солнцу каждый поворачивался ребром, а от Солнца был в максимально раскрытом состоянии. В нужный момент веревка рвется - и два аппарата разлетаютс с приличной скоростью в противоположных направлениях бороздить просторы космоса.
Установку, естественно, можно модифицировать, задавая различные вращения, объединяя паруса в один рвущийся и т.д. - это уже по желанию)) -
> https://www.youtube.com/watch?v=tnsTwBYF_EY
Отодвиньте ванну с яхтой от стенки и используйте яхту без киля. В итоге яхта поплывёт только назад. :-)
Ветер от фена, проходя между 2-мя плоскостями (стенкой и парусом), притягивает последний. А киль при этом придаёт яхте направление движения по воде вдоль стены. Т.е. против ветра.
Не будь у яхты киля, её просто притянет к стенке.
-
-
-
-
-
-
-
-
-
А вот простой эксперимент по нашей теме. Можете объяснить?
https://cs8.pikabu.ru/post_img/2017/01/30/0/148572424815928531.webm
За счет чего кривая траектория оказывается быстрее чем путь по прямой?
Очевидно что если мы это наблюдаем в нашем масштабе то в квантовом мире будет точно так же. И в макро мире тоже.-
Банальная школьная задачка по физике. Упрощаем модель до одной прямолинейной траектории с малым углом к горизонтали - и траектории в виде линии с изломом, где первый участок наклонен к горизонту значительно сильнее, а у второго наклон еще меньше, чем у первой траектории. Начало и конец траекторий один и тот же. Трением пренебрежем. И рассчитаем время прибытия к "финишу" для груза по одному и другому пути. 2-й з-н Н. (восьмиклассники знают, что это) даст, что время прибытия к финишу по второй траектории меньше. Если теперь дополните задачку второй частью установки, представляющую зеркальное отражение относительно вертикали в конце траектории, немного скруглите края, то получите свой случай. Банальщина. Уровень "С" на ЕГЭ по физике. Даже не олимпиадная задача по сложности
-
Ваша идея с упрощением мне нравится. Может это поможет детишкам. Дайте время мне подумать и попробовать поговорить с подростками.
А если без упрощения и все так банально, то какая форма траектории наиболее быстрая?
https://www.youtube.com/watch?v=XsKhzk4gn3A-
Ох, мать ити... Да разбейте свою траекторию на кучу участков и примените к ним знания школьной физики: второй зн-н Ньютона для сил, уравнения кинематики для координаты и скорости, чтобы соотнести начальные и конечные скорости при заданном ускорении (в соответствии с углом наклона данного участка траектории) для границ участков - и все получится! Если будете решать задачку на бумаге, разбивать придется грубее. Если быренько напишите программку, можно разбивать до любой степени точности. И все получится! Гарантирую.
Кстати, пример, который привел я, с прямолинейной и ломаной траекторией, демонстрировался еще в старом добром СССРе по телеку. Это, конечно, забавная для школьников, но очень старая задачка.
Небольшое дополнение: меньшее время дает та траектория, где начальный участок более резкий. Но, конечно, варьируя дальнейшую траекторию, преимущество можно и потерять...-
Вы все правильно говорите. Только так и моделируются процессы в программках. Но школьника нельзя посылать писать программы. Но вы мне помогли. Я проведу эксперимент на следующей экскурсии в эксперементариуме.
Но вопрос о самой быстрой траектории остается открыт. Как ее найти из всего множества проще всего?-
Понимаете ли... Мне видится, что самая "быстрая" в этой задаче траектория будет предельно простой: прямой угол. Сначала тело падает с ускорением "g" без всяческого сопротивления вниз, потом абсолютно упруго отскакивает под углом 90 градусов - и дальше движется без трения строго горизонтально до финиша. Но всю эту "абсолютную упругость" в эксперименте реализовать сложно, если соскальзывает шайба, а не шарик, придется делать всякие скругления и т. д. Как результат, более красивым оказывается некий промежуточный вариант с более плавными кривыми. Впрочем, это, конечно, нуждается в проверке на основе указанной выше школьной физики. А мне ее делать летом реально в лом...
-
-
-
-
-
-
Игорь, прошу прощения, но я, возможно школьную и университетскую физику забыл. Разве бывает скалярная сила??
-
Это я неаккуратно сказал. Я имел в виду, что внешнее воздействие должно не просто как-то возмущать систему, но возмущать ее в определенную сторону, чтобы энергия понижалась. Я попытался представить аналогичный эффект от волн, и я не вижу аналога направленной поляризации. Мне кажется, наличие волн всегда повышает энергию системы, которая может изменяться под действием волн.
"При температурах в тысячи градусов рассеяние фотонов уже намного сильнее, и оно перебивает этот эффект."...
Вот именно!!!
Предположительно этот эффект работает в ограниченной зоне и соответствующих видов энергетических взаимодействий. "Частотная дисперсия" и соответствующая ей динамика - превалируют в граничных зонах. Некоторые нюансы этих процессов в 1991 году пытался раскопать Володя Лисин, но так,
наверное и не успел. (просто я не смог до него дозвониться.). По-моему, этот эффект угасает по мере уменьшения температурных градиентов и (интенсивности конвекционных потоков) в анализируемой зоне.
http://maxpark.com/community/5302/content/3334997#comment-44797112
#10 MAG » 04.09.2015, 22:02
http://globalwave.tv/forum/viewtopic.php?f=20&t=65
Пролетели столетия, но без чудес ... - "ни туды и ни сюды": (Фильм 7. Теплота и температура )
https://www.youtube.com/watch?v=FR45i5WXGL8&index=7&list=PLgQC7tmTSjqTEDDVkR38piZvD14Kde
rYw
Вот именно!!!
Предположительно этот эффект работает в ограниченной зоне и соответствующих видов энергетических взаимодействий. "Частотная дисперсия" и соответствующая ей динамика - превалируют в граничных зонах. Некоторые нюансы этих процессов в 1991 году пытался раскопать Володя Лисин, но так,
наверное и не успел. (просто я не смог до него дозвониться.). По-моему, этот эффект угасает по мере уменьшения температурных градиентов и (интенсивности конвекционных потоков) в анализируемой зоне.
http://maxpark.com/community/5302/content/3334997#comment-44
#10 MAG » 04.09.2015, 22:02
http://globalwave.tv/forum/viewtopic.php?f=20&t=65
Пролетели столетия, но без чудес ... - "ни туды и ни сюды": (Фильм 7. Теплота и температура )
https://www.youtube.com/watch?v=FR45i5WXGL8&index=7&
rYw
-
-
позвольте еще один дилетантский вопрос. Эта сила выполняет работу? Если частица (скажем, атом) в поле этой силы приближается к телу и её потенциальная энергия уменьшается, куда девается высвободившаяся энергия? уносится излучением, то есть излучение смещается в высокочастотную область? или энергия переходит в кинетическую энергию атома и температура облачка из атомов повышается?
-
Забавный эффект. Он может пролить свет на проблему первого грамма при образовании планет - как микроскопическая пыль может слипнуться в газо-пылевом облаке. Пока атом, положим, водорода, вдали от частиц, он находиться практически в изотропном тепловом излучении. Но если к нему ненароком приблизятся две пылинки, то, взаимодействуя своим излучением с атомом, получат импульс друг к другу! Сила-то во много раз больше гравитационной.
-
Для слипания пылинок не надо городить такой крутой физики. Да что "пылинки", мы же все понимаем, что речь скорее всего идёт про H2O, как основной твёрдый компонент во многих облаках? Соединения углерода с водородом чрезмерно летучи (до пентана), про аммиак вообще ничего не скажу, вещества кроме H, He, C, N, O - в меньшинстве, на сложную органику тоже мало надежд. Так что твёрдой будет в основном вода. Вероятно что в реальных облаках газа льдинки-снежинки движутся достаточно хаотично и относительно быстро, я полагаю что со скоростями самое меньшее, сантиметры в секунду. Подобный эффект, как в статье, просто не создаст такого потенциала, чтобы снежинки сталкивались - характерные относительные скорости снежинок слишком велики и снежинки проходят потенциальную яму друг-друга за доли секунды. Но не беда. Снежинки и без того часто сталкиваются и чисто механически на этом теряют энергию. В какой-то момент они слипнутся за счет молекулярных сил в момент контакта и останутся вместе, так что будут образовываться снежные хлопья. Тут, чтобы скатать небольшие и очень рыхлые снежки, не нужно ни тепловое, ни гравитационное притяжение - требуется только постепенное перемешивание облака.
Также полагаю что расчет в статье имеет грубую ошибку. Учитывалось попарное притяжение пылинок. Но пыль в плотном облаке непрозрачна и даёт равномерный жар со всех сторон, т.е. имеем пылинку внутри тёплой полой камеры. И вот с чего бы она летела бы в область ближайшей пыльцы? Т.е. чтобы притяжение работало, нужен холодный космос, а в плотном облаке его не видно, а значит нет и теплового градиента.-
>Также полагаю что расчет в статье имеет грубую ошибку. Учитывалось попарное притяжение пылинок. Но пыль в плотном облаке непрозрачна и даёт равномерный жар со всех сторон, т.е. имеем пылинку внутри тёплой полой камеры.
Вот здесь не соглашусь. Тут можно провести аналогию с плазмой. В приближении идеальной бесстолкновительной плазмы всё примерно как вы говорите: рассматривается среднее поле, которое, в отсутствие внешних зарядов и токов, равно нулю — вклады от заряженных частиц полностью друг друга компенсируют. Тем не менее, когда мы начинаем рассматривать отдельные ионы, оказывается, что воздействие со стороны ближайших соседей таки присутствует, и его необходимо учитывать (что делается через столкновительный интеграл Ландау). Характерный расстояние, за которым о попарном взаимодействии можно забыть, — дебаевский радиус.
Для рассматриваемого взаимодействия, полагаю, аналогичный параметр будет бесконечным: интеграл от 1/r^2 сходится. Для строгого доказательства надо бы построить кинетическое уравнение для "тумана" из капелек с таким взаимодействием. Ну, или воспользоваться уравнением Больцмана: сечение рассеяния конечное, значит, так изощряться, как в плазме, вводя среднее поле, не придётся.
Ну вот, думал, интересная идея для статьи, а всё тривиально. :(
А в обсуждаемой статье поступили очень просто: оценили общую потенциальную энергию сферического облака из микрочастиц с гауссовым распределением. Для гравитации есть готовая формула, для этого взаимодействия (на асимптотике r>>R) посчитали. И оказалось, что есть заметная область, где вклад гравитации много меньше.-
> Для рассматриваемого взаимодействия, полагаю, аналогичный параметр будет бесконечным
Может, нулевым? В целом я не очень понял ваш пост, в нём переизбыток математики которую я не знаю, когда тут проще - чтобы была неуравновешенная сила, нужен градиент плотности излучения, когда градиента нет, силы считай нет, т.к. она одинакова во все стороны.
> И оказалось, что есть заметная область, где вклад гравитации много меньше.
Нельзя ли чуть поконкретнее? Я не очень понимаю, как этот эффект может помогать образованию чего-либо в космосе, чтобы иметь хоть какое-то значение. По мне так вычислена бесполезная величина. Как всё равно что доказывать что эффект в более чем в 100500 раз сильнее чем гравитационное взаимодействие между соседними атомами в атмосфере Юпитера - я соглашусь, но это лишь потому что гравитационное взаимодействие отдельных пылинок в общем-то не интересно вообще. Зато гравитация хотя бы не экранируется.
Эффект, полагаю, усиливается в ближнем поле, когда расстояние стремится к 0, но это уже описание как именно происходит столкновение пылинок, если они уже столкнулись.
PS: потенциал пылинки в тепловом излучении, я так понимаю, по порядку величины не зависит от размеров облака - этот потенциал зависит лишь от плотности излучения, т.е. от температуры и степени непрозрачности облака. Степень непрозрачности по порядку величины можно взять 1. Получается, не важно какое у нас облако, значение имеет лишь средняя температура кругом. Насколько велик этот потенциал, если его выразить в величине кинетической энергии м/c? (посчитать может и могу, но может есть готовое решение?) Также если облако непрозрачно, то потенциал облака в целом будет функцией от площади поверхности облака. Любопытно, получили то же поверхностное натяжение, но чуть другим образом. А внутри облака пыль будет свободной.-
>когда тут проще - чтобы была неуравновешенная сила, нужен градиент плотности излучения, когда градиента нет, силы считай нет, т.к. она одинакова во все стороны
На масштабе одной пылинки есть и сила, и градиент: вклады от всех соседей друг друга не компенсируют — слишком быстро сила спадает с расстоянием, определяющий вклад даёт ближайший сосед. Здесь нельзя оперировать средним полем.
>гравитационное взаимодействие отдельных пылинок в общем-то не интересно вообще
А никакого другого гравитационного взаимодействия и не бывает: общий потенциал есть сумма потенциалов отдельных частиц.
>Зато гравитация хотя бы не экранируется.
Экранировка — макроэффект, вызванный перераспределением зарядов, компенсирующим внешнее воздействие. Относится она как раз к среднему полю. Если смотреть на отдельные ионы, есть только попарное взаимодействие, но здесь много сложной математики.
>Эффект, полагаю, усиливается в ближнем поле, когда расстояние стремится к 0, но это уже описание как именно происходит столкновение пылинок, если они уже столкнулись
Взаимодействие = столкновение. По определению.-
> Здесь нельзя оперировать средним полем.
Можно и нужно оперировать средним полем. Т.к. пылинка именно это поле и чувствует. Точнее, чувствует градиент этого поля. Если взять замкнутую термостабилизированную область, то поле внутри этой области будет константным независимо от взаимного расположения и размеров пылинок. Градиента нет. Силы нет, т.к. всё уравновешивается, так что поле заметно лишь на границе облака, где заметен градиент температуры между облаком и космосом.
Про экранировку. Экранируется поле. Т.е. экранируется тепло. В густом облаке крайние пылинки не чувствуют друг друга в рассматриваемом взаимодействии не потому что они далеки одна от другой, а т.к. излучение между ними не проходит. А гравитационно - чувствуют. Так что гравитацию можно свести к попарной сумме, а тут - нет, тут надо считать среднее поле и далее - потенциал.
-
-
-
-
-
Вы откройте статью 2013 года, посмотрите, там несложно, там все описано обычным человеческим языком.
Они для иллюстрации взяли облако конечного радиуса 300 метров и тупо подставили числа в формулы для ситуации внутри и снаружи облака. Главное замечание в том, что даже снаружи на расстоянии чуть ли километр от центра тепловое притяжение все еще сильнее гравитационного. Это просто для того, чтобы почувствовать масштаб эффекта. Они признают, что реальная ситуация куда сложнее, и моделировать ее надо тщательно.-
Понятно. Только облака в 300м в природе не существуют, если я вообще ничего не напутал. Существуют в 300а.е. 300-метровое облако при таком перепаде температур развалится само, за счет термодинамических эффектов. По этой причине я повторю, условия в задаче несколько надуманы.
При описании того, как идёт снег в виде хлопьев, не надо же использовать грав.эффекты между снежинками? И тут не надо. И этот эффект не нужен. Авторы сравнивают эффект с грав.силой. Но это не значит что эффект сильный и значимый. Это значит он лишь чуть сильнее грав.притяжения, которое тоже в свою очередь пренебрежимо слабое на таких масштабах.
Про статью-2013, она случаем не в платном доступе за 25$? Я боюсь не настолько любопытный.-
> По этой причине я повторю, условия в задаче несколько надуманы.
Авторы захотели обратить внимание на принципиальную возможность того, что эта сила не пренебрежимо мала даже на макроскопическом масштабе и, в принципе, может влиять на динамику пылевых облаков. Имеют право рассмотреть такой численный пример. Они же не утверждают, что она реально все меняет — для этого надо провести детальный анализ.
Статья-2013 есть в архиве, у меня же там в конце ссылка стоит.
-
Пыль в основном представлена (при 400 °К) оливином, сажей и частичками кремния. Ими "коптят" красные сверхгиганты.
Пылинки перерабатывают кинетическую энергию в тепловую. И они взаимодействуют не друг с другом, а с оказавшимися поблизости атомами или молекулами, которые прозрачны для излучения. Поскольку r - в кубе, то пылинки, оказавшиеся в миллиметре, сантиметре от АТОМА, тянут его каждый на себя, при этом появляется результирующая сила, сближающая пылинки. При этом пылинки в метре - игнорируются из-за уменьшения силы взаимодействия в миллиарды (а то и триллионы) раз.
Пылинки перерабатывают кинетическую энергию в тепловую. И они взаимодействуют не друг с другом, а с оказавшимися поблизости атомами или молекулами, которые прозрачны для излучения. Поскольку r - в кубе, то пылинки, оказавшиеся в миллиметре, сантиметре от АТОМА, тянут его каждый на себя, при этом появляется результирующая сила, сближающая пылинки. При этом пылинки в метре - игнорируются из-за уменьшения силы взаимодействия в миллиарды (а то и триллионы) раз.
«Это излучение расходится во все стороны, поэтому плотность его энергии падает с расстоянием как 1/r2. Атом, находясь поблизости, чувствует это излучение — ведь оно понижает его энергию. А поскольку атом стремится понизить свою энергию взаимодействия как можно сильнее, ему энергетически выгодно приблизиться к шару — ведь там понижение энергии наиболее существенно!»
Но, позвольте, если атом устремляется к нагретому шару, то он никак не понизит свою энергию, а, наоборот, только повысит ее. Полагаю, что это не корректное объяснение.
Но, позвольте, если атом устремляется к нагретому шару, то он никак не понизит свою энергию, а, наоборот, только повысит ее. Полагаю, что это не корректное объяснение.
Как работает лазерный пинцет и еще многое другое:
http://gennady-ershov.ru/na-zemle/lazernyj-pincet.html#more-1807
http://gennady-ershov.ru/na-zemle/lazernyj-pincet.html#more-
Тут придумал задачу. Пусть есть термостабилизированная камера, составленная из двух черных полусфер различного радиуса, ориентированных в разные стороны, и дополнительного плоского кольца. Пусть левая полусфера имеет меньший радиус чем правая, плоская перегородка делает область камеры замкнутой. Пусть атом находится в центре кривизны каждой из двух полусфер и неподвижен. Пусть полусферы тёплые. Вопрос - будет ли атом испытывать тепловую силу в одну из сторон?
Тут я вижу 2 решения: 1) в такой камере быстро возникнет тепловое равновесие, т.е. плотность излучения будет одинаковой со всех сторон, причем одинаковой в любой из точек камеры. Если плотность теплового излучения в камере не зависит от выбранной точки, то и потенциал взаимодействия с излучением не меняется, а значит нет и силы.
2) Неверное решение. Разбиваем стенку на элементы поверхности равной площади и интегрируем силу взаимодействия атома с элементом поверхности. Получается, что плоское кольцо даёт нулевой вклад, а более близкая левая поверхность имеет квадратично меньше точек, каждая из которых тащит в куб раз сильнее - т.е. пылинка летит к ближайшей поверхности, т.е. налево.
Как видно, ответ совершенно разный.
Объяснение противоречия. Если у нас есть излучающий элемент несферической формы, то он светит не во все стороны одинаково. Как итог, имеем градиент плотности излучения, направление которого не направлено на излучатель. Далее получаем вот что - разбивать сложную поверхность на точки, и рассматривать их как КРУГЛЫЕ пылинки становится совсем уже некорректно.
Тут я вижу 2 решения: 1) в такой камере быстро возникнет тепловое равновесие, т.е. плотность излучения будет одинаковой со всех сторон, причем одинаковой в любой из точек камеры. Если плотность теплового излучения в камере не зависит от выбранной точки, то и потенциал взаимодействия с излучением не меняется, а значит нет и силы.
2) Неверное решение. Разбиваем стенку на элементы поверхности равной площади и интегрируем силу взаимодействия атома с элементом поверхности. Получается, что плоское кольцо даёт нулевой вклад, а более близкая левая поверхность имеет квадратично меньше точек, каждая из которых тащит в куб раз сильнее - т.е. пылинка летит к ближайшей поверхности, т.е. налево.
Как видно, ответ совершенно разный.
Объяснение противоречия. Если у нас есть излучающий элемент несферической формы, то он светит не во все стороны одинаково. Как итог, имеем градиент плотности излучения, направление которого не направлено на излучатель. Далее получаем вот что - разбивать сложную поверхность на точки, и рассматривать их как КРУГЛЫЕ пылинки становится совсем уже некорректно.
-
Вы правы, что тут приходится еще делать предположение о том, как излучательная способность поверхности зависит от направления. Но давайте предположим, что она изотропна.
Если взять чистый закон 1/r^2 для потенциальной энергии и, соответственно, 1/r^3 для силы, то формально получается, что притяжение возрастает вблизи стенок, а значит, меньшая полусфера притягивает сильнее. На самом деле, 1/r^2 — это приближенный закон для маленького углового размера источника. Для большого углового размера (в приближении, повторюсь, изотропной излучающей способности) точная формула даже проще — там стоит множитель Omega/4pi, где Omega — телесный угол источника, см. формулу 6 в статье 2013. Поэтому в вашем случае внутри сферы, и вообще любой замкнутой полости в тепловом равновесии, никаких сил не возникнет.
Тут ещё более интересная задача на ум пришла. Пусть у нас есть излучатель тепла в виде плоского черного кольца, радиусы которого внешний и внутренний равны R и r. И точно на оси кольца, на расстоянии h расположен атом. Считать h<<r. Вопрос - как ведёт себя атом?
Решение 1 (неверное!). Разбить кольцо на "пылинки", далее брать интеграл силы притяжения атома и элементов кольца по поверхности. Расчет не интересен, т.к. так или иначе, получим, что атом втягивается в кольцо.
Решение 2. С торца кольцо светить не может или светит исчезающе мало, т.е. потенциал энергии атома в точках плоскости кольца обращается в 0 (максимум потенциала). Излучение кольца будет ненулевым в точках, высота которых h над плоскостью кольца отлична от 0, в этих точках будет ненулевой потенциал (меньше 0). Т.е. имеем градиент плотности излучения, который локально (при h~=0, h<<r) направлен прочь от кольца. Как итог, атом будет не втягиваться в кольцо, а выталкиваться из кольца.
Сдаётся мне, что решение 1 содержит ошибку, я вроде бы понимаю где, но не могу объяснить простыми словами.
Эта задача показывает вот что. Атом не притягивается к излучающему тепло объекту, т.е. вектор силы не направлен на излучающую поверхность. Нам совершенно не важно ОТКУДА идёт излучение, нам важно СКОЛЬКО излучения в данной конкретно точке и какой градиент плотности излучения. Атом идёт в сторону градиента плотности излучения, а этот градиент может быть направлен даже в ту полуплоскость, в которой нет ни одной точки излучателя.
Задача 3. То же кольцо что в п.2, но атом изначально в точке h=0. Это состояние равновесно и симметрично, но неустойчиво. Решением будет спонтанное нарушение симметрии. Атом вытолкнется с точки положения центра симметрии, т.к. оно неустойчиво.
Также я обращаю внимание - не надо заменять облако на притягивающиеся пылинки. Получится плохо. Если 3 пылинки встанут на одной прямой, и будут слегка затенять одна другую, то симметрия спонтанно нарушится, этого нет в гравитационных силах, т.к. гравитация не экранируется.
Решение 1 (неверное!). Разбить кольцо на "пылинки", далее брать интеграл силы притяжения атома и элементов кольца по поверхности. Расчет не интересен, т.к. так или иначе, получим, что атом втягивается в кольцо.
Решение 2. С торца кольцо светить не может или светит исчезающе мало, т.е. потенциал энергии атома в точках плоскости кольца обращается в 0 (максимум потенциала). Излучение кольца будет ненулевым в точках, высота которых h над плоскостью кольца отлична от 0, в этих точках будет ненулевой потенциал (меньше 0). Т.е. имеем градиент плотности излучения, который локально (при h~=0, h<<r) направлен прочь от кольца. Как итог, атом будет не втягиваться в кольцо, а выталкиваться из кольца.
Сдаётся мне, что решение 1 содержит ошибку, я вроде бы понимаю где, но не могу объяснить простыми словами.
Эта задача показывает вот что. Атом не притягивается к излучающему тепло объекту, т.е. вектор силы не направлен на излучающую поверхность. Нам совершенно не важно ОТКУДА идёт излучение, нам важно СКОЛЬКО излучения в данной конкретно точке и какой градиент плотности излучения. Атом идёт в сторону градиента плотности излучения, а этот градиент может быть направлен даже в ту полуплоскость, в которой нет ни одной точки излучателя.
Задача 3. То же кольцо что в п.2, но атом изначально в точке h=0. Это состояние равновесно и симметрично, но неустойчиво. Решением будет спонтанное нарушение симметрии. Атом вытолкнется с точки положения центра симметрии, т.к. оно неустойчиво.
Также я обращаю внимание - не надо заменять облако на притягивающиеся пылинки. Получится плохо. Если 3 пылинки встанут на одной прямой, и будут слегка затенять одна другую, то симметрия спонтанно нарушится, этого нет в гравитационных силах, т.к. гравитация не экранируется.
У меня вопрос (не только к Игорю, а ко всем). Как потенциальная энергия входит в гравитационную массу системы? Мне хочется разобраться с этим вопросом. Например, вселенная состоит из равномерно расположенных в пространстве пылинок, которые гравитационно друг с другом взаимодействуют. Очевидно, что такая система обладает большой потенциальной энергией, поскольку есть состояние системы, в которой эти пылинки сконцентрированы в галактики, каждая из которых обладает меньшей потенциальной энергией, в сравнении с разбросанными по пространству пылинками из которых они состоят. Конкретный вопрос заключается в следующем - входит ли потенциальная энергия этой системы в гравитационную массу вселенной?
Мне кажется, что этот вопрос имеет отношение к теме, которую поднял PavelS. В бесконечной вселенной нельзя выделить сферу, которая ее охватывает. А внутри любой другой сферы, например, охватывающей галактику, гравитационный потенциал, создаваемый материей, расположенной за сферой (расположенной на больших масштабах практически равномерно по пространству), не влияет на поведение тел внутри этой сферы. Поэтому, говорить о вхождении потенциальной энергии в гравитационную массу можно только по отношению к локальным неоднородностям распределения материи.
Мне кажется, что этот вопрос имеет отношение к теме, которую поднял PavelS. В бесконечной вселенной нельзя выделить сферу, которая ее охватывает. А внутри любой другой сферы, например, охватывающей галактику, гравитационный потенциал, создаваемый материей, расположенной за сферой (расположенной на больших масштабах практически равномерно по пространству), не влияет на поведение тел внутри этой сферы. Поэтому, говорить о вхождении потенциальной энергии в гравитационную массу можно только по отношению к локальным неоднородностям распределения материи.
-
Я такой вопрос не поднимал. :) Также мне казалось, что расширение вселенной с учетом тёмной энергии и покраснением фотонов нарушает закон сохранения энергии, но при большом желании можно вывернуться и сказать, что полная энергия вселенной всё равно 0, т.к. вещество находится в потенциальной яме, и чем больше вещества, тем яма глубже. За что купил, за то продаю - сам в деталях не силён.
Про потенциальную энергию, она как правило считается меньшей нуля. Т.е. свободные частицы - это нуль, связанные - это уже меньше чем 0. Так что отрицательная потенциальная энергия работает как отрицательная масса (дефект массы) - масса системы меньше чем масса отдельных компонент. К примеру, при коллапсе сверхновой потенциальная энергия уходит в большой минус, а разность масс того что было и стало - может излучиться вовне в виде фотонов (скорее, не фотоны а нейтрино на самом деле).-
В статье идет обсуждение проявлений потенциальной энергии в системе. Если в системе есть градиент потенциала этой энергии, то возникает сила. Вы совершенно верно заметили, что в некоторых условиях градиента нет, ввиду полной симметрии (атом находится внутри сферы). Я продолжил аналогию применительно к вселенной, где в целом нет градиента потенциальной гравитационной энергии. Есть только локальные его проявления.
Есть утверждение, что масса вещества в основном состоит из кинетической энергии кварков и глюонов плюс небольшая частичка за счет поля Хигса. Если считать, что в этой массе подмешана еще отрицательная потенциальная энергия, то данное утверждение не является верным.
Масса протона 938 МеВ. Суммарная масса кварков, как ее определи физики – примерно 9,4 МеВ. Здесь дефекта массы нет. Я хочу понять, вообще, потенциальная энергия каким либо образом учтена общей теорий относительности, как генератор массы, или нет. Или там есть просто энергия – которая является суммой кинетической энергии и потенциальной.
«К примеру, при коллапсе сверхновой потенциальная энергия уходит в большой минус, а разность масс того что было и стало - может излучиться вовне в виде фотонов (скорее, не фотоны а нейтрино на самом деле)».
Ну и что - дыра от того, что вещество, которое, в нее попало и находится в глубокой потенциальной яме не становиться легче, разве, что на величину массы энергии - вещества, которое она назад вернула.-
"разве, что на величину массы энергии - вещества, которое она назад вернула"
Вот это "разве что" может быть сколь угодно большим. Так что скинув килограмм в ЧД, она будет массивней менее чем на 1 кг. На практике аккреционным диском излучается в виде рентгена до 30% падающей массы, но число падающих протонов при этом не уменьшается. Излучается не вещество, а рентген. Рентген не принято называть термином вещество.
Читай новость про столкновение двух ЧД, так там тоже результат заметно худее чем исходные дырки в сумме.
Ну и наконец, вопрос в том, ГДЕ ты находишься со своими весами. В какой системе отсчета и в какой точке? Метод измерения решает всё. В зависимости от этого ты намеряешь разную массу, но это ИМХО скорее терминологический вопрос. Если атом находится внутри нейтронной звезды, то ты не можешь измерить его массу кроме как сравнивая с соседним пробным телом, которое находится рядышком. В этом плане масса атома при падении в яму не уменьшается, но масса совокупной системы не равна сумме масс компонент. Я полагаю что это наиболее точная терминология. При этом масса системы всегда измеряется относительно наблюдателя вовне этой системы.-
Термин «величину массы энергии - вещества» здесь означает «величину массы энергии и массы вещества». Рентгеновское излучение имеет массу покоя, если его запереть в ящик из зеркал или в черной дыре. Гравитационные волны также несут энергию, и должны учитываться в генераторе массы в ОТО. Прошу извинить за неточность формулировки.
Хотя, как я знаю, само по себе практически стационарное гравитационное поле в ОТО в составе массы не учитывается. Поэтому потенциальная энергия поля также не должна учитываться. К тому-же, потенциальная энергия всегда относительна. Или я не прав? В связи с чем, утверждение, что масса вселенной равна 0 за счет отрицательной энергии (и массы) гравитационного поля – чушь.
В примере с черной дырой, если считать, что в процессе падения в дыру, например, килограмма картошки, обратно нечего не вылетело, я думаю, что черная дыра увеличивает свою массу на этот килограмм. Если не учитывать в составе массы потенциальную энергию картошки, то арифметика выглядит следующим образом. При своем падении в дыру картошка приобретает большую кинетическую энергию. За счет чего увеличивает, если смотреть снаружи дыры, свою массу. Но в тоже время, при взгляде снаружи, все процессы в картошке замедляются. Если сделать поправку на замедление времени, то масса картошки при взгляде на нее из внешней системы отсчета не изменится. А черная дыра увеличит свою массу ровно на 1 килограмм. -
-
-
-
"Например, вселенная состоит из равномерно расположенных в пространстве пылинок, которые гравитационно друг с другом взаимодействуют."
Ваша модель уже является противоречивой и не имеющей отношения к реальности. Таких примеров вы можете придумать кучу и каждый раз приходить к любым выводам.
И фактором упорядоченности вашей системы будет выступать энтропия. А потенциальная энергия не даст вам никаких интересных результатов, так как она относительна выбранной точки отсчета и Наблюдателя.
В реальном мире похожая модель - это кристалл. В нем атомы равномерно расположены в пространстве и взаимодействуют друг с другом.
Поправьте меня если я не прав.
Ваша модель уже является противоречивой и не имеющей отношения к реальности. Таких примеров вы можете придумать кучу и каждый раз приходить к любым выводам.
И фактором упорядоченности вашей системы будет выступать энтропия. А потенциальная энергия не даст вам никаких интересных результатов, так как она относительна выбранной точки отсчета и Наблюдателя.
В реальном мире похожая модель - это кристалл. В нем атомы равномерно расположены в пространстве и взаимодействуют друг с другом.
Поправьте меня если я не прав.
-
«Ваша модель уже является противоречивой и не имеющей отношения к реальности.»
В отношении противоречивости – это надо доказать. В отношении соответствия реальности - может быть. Это гипотетическая модель. Она немного упрощена для лучшего понимания.
«И фактором упорядоченности вашей системы будет выступать энтропия…»
Согласен.-
Если вы получаете удовольствие от волновых физических теорий и вам нравится моделировать их, то попробуйте объяснить вот этот эффект в нашей удивительной вселенной.
Он проявляется на всех масштабах.
https://cs8.pikabu.ru/post_img/2017/01/30/0/148572424815928531.webm
Я запостил это для ИИ выше тоже. Интересно будет увидеть его обоснование тоже.-
Тема Вашего комментария очень далека от темы обсуждаемой статьи и темы дискуссии. Вы нарушаете правила. На такие комментарии я не буду отвечать.
-
Если вы не можете объяснять простые реальные эксперименты, то вам нет смысла копать дальше и глубже. Так как этот эффект является очень глубоким и базовым. И его аналогии встречаются во всех уголках физических явлений.
Это все магия волн. А их не возможно в голове смоделировать. Либо реальность, либо хорошо проверенные компьютерные модели.
-
-
-
Извините за прямоту, но это банальная механика первого курса университета. Впрочем, само явление должно быть понятно и сильному школьнику. Поймите, я не могу тратить время на произвольные запросы. Вообще, лучше все же в комментариях к новостям придерживаться темы новости.
-
Без проблем )) Но если вспомните где есть банальное описание и решение этой задачки для школьников то мои детишки будут очень вам благодарны.
-
Вы всерьез полагаете, что физика сводится к перечислению всех возможных задачи и списку решений к ним? И что физик, видя задачу, открывает этот магический список, ищет в ним задачу за номером миллион, и читает ответ? Да нет, понимать физику — это увидеть явление, понять его, написать формулы, его описывающие.
Когда я говорю, что это банальная физика 1 курса, это значит, что студента физфака после нормального курса механики способен самостоятельно ее решить. Нормальный студент не ищет решения, он решает задачу сам.
Извините за отповедь, но это распространенное отношение очень удручает. Это основа непонимания большинством людей, что и как вообще делает наука.-
Я с вами абсолютно согласен. Нет большего удовольствия чем решить задачу самому. Это как наркотик ))
Я просто задавал вопрос по дружески.
У меня средний уровень в целом по решению задач по физике. На всесоюзных олимпиадах по физике я был по середине. А вот по программированию и моделированию получилось забраться повыше. но тут другое мышление работает.-
-
Я не могу четко сформулировать суть данного явления простыми словами. (какой то ступор в голове). Именно суть. Чтоб перенести ее в другую модель а так же объяснить школьникам.
Я развлекаюсь сейчас с теорией Времени.
Этот эксперимент можно рассмотреть как прохождение сигнала. И по кривой траектории он проходит быстрее.
Откуда берется этот выигрыш во времени?
Очевидно что форма траектории так же влияет на эту задержку. Если сделать очень глубокие ямы то шарик просто не преодолеет яму, потеряв энергию на сопротивлении воздуха при больших скоростях.
Если поставить задачу как определения оптимальной формы траектории, то задачка вроде перестает быть школьной. Мы уже попадаем в множество разных функций и форм траектории.
Может вынести эту задачку на элементы? Мне кажется многим было бы полезно судя по реакции людей. И эта задача хорошо отражает реальность.-
Честное слово, я не понимаю, как, при участии во всесоюзных олимпиадах, вы не видите этого явления. Особенно вкупе с тем, что, по вашим словам, вы не можете четко сформулировать суть данного явления.
Вы понимаете, что время прохождения траектории зависит не только от ее длины, но и от скорости? Вы понимаете, что внизу скорость больше, чем наверху? Вы можете соединить эти два факта в общее понимание, что более длинная траектория вовсе необязательно означает большее время? Все зависит от прироста скорости с увеличением длины.
Достаточно понять вот это явление, чтобы перестать удивляться эффекту. А уж конкретный расчет для произвольной траектории уже потребует аккуратной записи интеграла (и именно здесь нужен 1 курс универа). Там, разумеется, будет по-разному для разных траекторий, но можно показать, что для достаточно _пологой_ траектории любой формы, идущей строго низе прямой, время прохода всегда будет меньше.
> Я развлекаюсь сейчас с теорией Времени.
Вот это очень опасная формулировка. Настолько опасная, что я превентивно прошу не писать в комментариях на элементах ничего на подобные темы. Спасибо за понимание.-
Я вижу это явление, я его понимаю, и могу взять интеграл по любой форме траектории и легко написать программку для рассчета.
Но когда я иду с подростками в эксперементариум и объясняю им простым языком как все работает, то именно на этом явлении я проваливаюсь. Может это уже возраст сказывается ))
А навык быстро и легко видеть конечный ответ уходит если постоянно не тренироваться. Наверное как в спорте. В 40 лет тяжело крутиться на турнике как в молодости... и делать сальто )))
Никогда не думал что обсуждение Времени это табу ))). Тем более что это фундамент. Читая Хокинга и видя как они популяризируют эти идеи, я был уверен что они захватывают умы исследователей мира.
Может вы меня не правильно поняли?
Но это просто разговор... и конечно я не собираюсь нарушать правила и продвигать всякую ересь и необоснованные личные теории )) Это как минимум не прилично...
Но мозг требует еды и чего то новенького ))) -
Что касается олимпиад. Мой опыт показал, что реально крутые ребята это не те кто решает новые задачки, а те кто их придумывает. Их единицы. Это другое измерение и взгляд на мир. Случайный 5ти минутный разговор с таким человеком на одной из олимпиад полностью поменял мою жизнь и вывел меня из глубоких иллюзий и фактически спас мне жизнь.
Он шутил, что "доктор наук" именно и получает свое звание за то, что лечит травмированных коллег, которые не смогли взобраться на одну из горок.
Этот человек утверждал, что топовые победители олипмиад потом растворяются в научной среде и не приносят новых открытий и результатов. Поэтому без постоянного широкого развития своих знаний и реальных навыков не будет виден путь к новому.
И в целом олимпиады это чистый спорт с везением, куражом, хитростями, с кучей травм и калечения психики детишек, включая меня. Но это жизнь ))) -
-
Есть такая новая религия - Гуглизм. Даже церковь вроде построили. Они верят в то что вы написали ))
и видят в гугле центр глобального ИИ (искусственного интеллекта), о котором вы упомянули. Идеи из старых фантастических книжек потихоньку проявляются в реальном мире. Это прикольно ))
Но пропаганда этих взглядов тут вроде запрещена.
И почему вы вдруг затронули эту темку я не понял.
Если что, то в моих постах ИИ - это Игорь Иванов ))
Что касается моих вопросов, то это мои проблемки с детишками. Они иногда умудряются вгонять меня в ступор на ровном месте самыми неожиданными вопросами.
А детишки которые задают вопросы - очень редки. и хочется чтоб они не теряли интерес и продолжали трудный подъем в гору.
И этот сайт один из лучших для общего и широкого развития.
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Разрушители мифов и легенд уже опровергли ваше предположение.
https://www.youtube.com/watch?v=XsKhzk4gn3A
Эффект не зависит от материалов и трения.
Так же по вашей версии если мы заменим шарики на скользящие грузики то эффект пропадет.
Так же более быстрые шарики испытывают большее сопротивление воздуха. Лобовое сопротивление пропорционально квадрату скорости. И все равно им не мешает это приходить первыми.
Давайте более реалистичные идеи. Такие штуки напрямую отражают суть работы нашего мира.-
-
В общем трение качения тут не причем... ))
Эффект работает в моделях без трения и воздуха.
Можно сделать магнитики и откачать воздух.
А вот вычислить форму траектории которая самая быстрая - это вроде прикольная задачка.
Профессионалы в классической механике наверное могут интуитивно предсказать ответ.-
Меня тут осенило, что эксперимент на Вашем видео напоминает маятник Фуко. Очевидно, наиболее быстрой траекторией для шарика будет дуга окружности с наименьшим радиусом из возможных (вплоть до трассы в форме полукруга = 1 полуволна гребнем вниз). Для маятника парадокс более длинной траектории и при этом большей скорости решается за счёт меньшего радиуса описываемой дуги, т.е. длины плеча маятника, от которой зависит период его колебаний.
При этом любое отклонение движения шарика от строго кругового нежелательно, поскольку должно бы отрицательно сказываться на его средней скорости. Прямолинейное же движение шарика на видео сродни колебаниям маятника с очень длинным плечом, имеющим, как понятно всем, наибольший период колебаний. Поэтому там наблюдается наименьшая скорость шарика.
Вроде обошелся без интегралов ;)
Интересная задачка!-
Надо доказать математически и проверить гипотезу. Но звучит интересно... одна из последних версий была что это циклоида перевернутая.
У меня в запасе много всякого такого.
Например:
Самая вроде банальная задачка по сохранению энергии для школы, но показывает как раз то понимание потенциальной энергии и кинетической о которой говорил nicolaus. Задачка для него но сломала мозг многим, даже серьезным в физике дядькам.
Берем машинку с заводной пружиной. Ставим на пол и отпускаем. Она за счет пружины разгоняется до скорости V. Записіваем закон сохранения энергии и вычисляем энергию пружины.
0 + E(пружины) = mV^2/2
А теперь внимание! Переходим в равноправную инерциальную систему которая движется навстречу машинке. Грубо говоря, идем навстречу машинке со скоростью V.
Относительно нас в начале скорость машинки была V, после разгона будет 2V.
Вычисляем энергию пружинки.
E(пружинки) + mV^2/2 = m(2v)^2/2
E(пружинки) = 3mV^2/2
Энергия пружинки вдруг выросла относительно другой инерциальной системы отсчета.
причем чем быстрее двигаться навстречу машинке то тем больше энергия пружинки.
Как такое возможно?
Nicolaus это для вас. Закон сохранения нарушен. Ура! свершилось! ))))
Это тоже фундаментальное понимание процессов и переноса энергии.
Детишки любят подкинуть проблем )))-
Доказательство логическое, для траектории в виде 1 полуволны:
Чем больше число полуволн (одинаковой формы), из которых состоит трасса, тем меньше их размер и тем меньше скорость шарика, движущегося по такой трассе, в пределе идентичной трассе прямой формы. Таким образом, экстраполируя закономерность скорости от количества (полу)волн из которых состоит трасса в сторону его уменьшения, в конечном итоге мы придем к трассе, состоящей из единственной полуволны с максимальной скоростью прохождения её шариком - в соответствии с имеющейся закономерностью. ))
Что касается циклоиды, параболы и т.д. Любое отклонение кривизны полуволны от круговой формы с минимальным радиусом подразумевает увеличение радиуса кривой (или неизбежное появление участков трассы с более пологой кривой) и, соответственно, увеличение плеча маятника и, соответственно, периода колебаний, и соответственно, времени прохождения этого участка кривой. Период колебаний маятника при этом не зависит от амплитуды колебаний и, значит, от длины дуги полуволны. Это значит, что за минимальное время шарик преодолеет расстояние между двумя точками по траектории в форме полукруга.
PS. Очевидно не зря планеты вращаются практически по круговым орбитам ;)
-
-
У Вас некорректно выражение после "Вычисляем энергию пружинки".
"А детишки которые задают вопросы - очень редки."
Детишки, которые задают вопросы, не редки. У всех детей есть период "почемучек".
Вообще, я воздержусь от дискуссии с Вами, чтобы Вас ненароком не обидеть. Я люблю отпускать шутки, которые могут быть непоняты.-
1 ) Шутите сколько хотите ))). Вы не сможете меня обидеть. Это уже смешно ))
2) Я все написал корректно, просто максимально коротко языком самое простой школьной физики.
Энергия пружинки - потенциальная (внутренняя) энергия системы.
Но эта задачка несет в себе фундаментальную ошибку которую можно встретить у многих очень глубоко.
Так что говорите ответ, вместо угроз пошутить и обидеть.
3 ) Я говорю про детишек уже великовозрастных. Среди них "почемучки" на вес золота.
Если ребенок не задает вопросов, то либо у него уже шаблонное мышление либо ему не интересен предмет.
-
-
-
-
-
Нет, не так. Уровень энергии вакуума, т.е. пустого пространства, определяет динамику разбегания галактик. Разбегаются ли они с ускорением или наоборот, тормозятся. Это не позволяет слишком вольно двигать шкалу. Потенциал вакуума не может выбираться произвольно, он вполне измеряется.
-
Здесь речь идет вот об чем. Как-то, мы (читатели) здесь обсуждали сущность поля Хигса. Там были графики потенциала поля. На графиках наш вакуум находится в локальном минимуме энергии. При этом физики считают, что масса бозона Хигса расположена в области, в которой вакуум на грани стабильности. А также, говорили, что может существовать другой локальный минимум энергии вакуума, в который наш вакуум может перескочить (путем туннельного перехода) с выделением энергии. Далее, можно предположить, что до фазового перехода, который называют "большим взрывом", был другой вакуум, который имел бо’льшую потенциальную энергию. Ссылки на эти обсуждения, при необходимости, могу найти.
Так вот, согласно обсуждений, абсолютный уровень энергии нашего вакуума не равен абсолютному нулю. Просто мы находимся в локальном минимуме. Относительно этого локального минимума настроена шкала известных экспериментальных и теоретических зависимостей, связанных понятием "энергия". В том числе ускорение разбегания галактик, а также их торможение, которые требуют дополнительной энергии. Все эти зависимости - суть отношение свойств вещества и существующего вакуума, для конкретного вакуума нашего мира.
Не могли бы Вы пояснить, что вкладываете в термин "гравитационная масса системы"? Дайте более четкое определение. Иначе неясно, о чем Вы пишете.
-
Меня интересуют составляющие тензора энергии-импульса, которые связаны с деформацией пространства согласно ОТО. В целом это и есть гравитационная масса, поскольку виды энергии, входящие в тензор деформируют пространство и создают гравитационное поле. В частности, интересно, как в эту массу входит потенциальная энергия.
Уважаемый, Игорь! Я, конечно, понимаю, что Вас задолбали комментаторы после публикации каждой новостной статьи. Мы должны Вас благодарить за то, что даете информацию о зарубежных разработках, а не долбать, но мы такие, какие есть. Ваше право вообще отправлять к первоисточнику, т.к. это рерайт или Copy Paste с технически правильным переводом, за что еще раз отдельное СПС.
А теперь по теме, если атом, частица, любое тело без кинетики перемещено ближе к источнику электромагнитного излучения, то его общая энергия повышается. А как там она внутри тела перераспределяется (какая больше возрастает (снижается) кинетическая или потенциальная) это на конечный результат не влияет. Поэтому, я и высказался, что объяснение авторов статьи – не корректное. На самом деле никакой тепловой силы не существует – это сила гравитации. Как это происходит? Ответ в статье: «Гравитация Земли Фотонно-квантовая гравитация», опубликована в венгерском журнале (с. 79-94):
http://tsh-journal.com/wp-content/uploads/2016/11/VOL-1-No-5-5-2016.pdf
А теперь по теме, если атом, частица, любое тело без кинетики перемещено ближе к источнику электромагнитного излучения, то его общая энергия повышается. А как там она внутри тела перераспределяется (какая больше возрастает (снижается) кинетическая или потенциальная) это на конечный результат не влияет. Поэтому, я и высказался, что объяснение авторов статьи – не корректное. На самом деле никакой тепловой силы не существует – это сила гравитации. Как это происходит? Ответ в статье: «Гравитация Земли Фотонно-квантовая гравитация», опубликована в венгерском журнале (с. 79-94):
http://tsh-journal.com/wp-content/uploads/2016/11/VOL-1-No-5
Игорь, уж не знаю, моветон ли это. Но, в свете многочисленных комментариев по данной тематике, мне кажется, назрела необходимость написать хороший научно-популярный текст, в том числе, о понятии потенциальной энергии. Ибо, на мой взгляд, люди немного путаются. Может быть, попробуете, если будет время, и научно популярно про Лагранжианы написать? Мне кажется, с вашим талантом и опытом будет очень нужная статья. Про такие фундаментальные понятия писать сложнее всего, понимаю. Но что, все-таки, думаете?
-
Ну никто не отменял школьную и университетскую рутину по решению задачек и набивку руки на этом. Дойдите хотя бы до среднего олимпиадного уровня 10-11 классов и не будет особых проблем с пониманием.
Потенциальная и кинетическая энергия не являются фундаментальными в физике. Это производные понятия.
На каких простых идеях базируется вся теория физики?
-
Позволю себе ответить на ваш вопрос.
Вот что написано на википедии:
Публикация работы Eagleworks привела к тому, что иногда EmDrive описывается как «опробованный NASA», хотя официальная позиция агентства другая: «Это небольшой проект, который пока не привёл к практическим результатам»
Но по тексту очевидно что есть интерес к этому устройству и создатели смогли привлечь внимание. Иначе никто бы деньги не выделял. Что то там есть.
Предлагаю немножко подождать и увидеть конечные результаты. Это сэкономит ваше время и затраты сил. Но надеяться на чудеса и мечтать о том как рухнут устоявшиеся знания и опыт, не стоит )))
Лучше что то строить новое, чем пытаться поломать то что сделали наши предки.
Говоря простым языком, если их устройство заработает, то найдется человек который спокойно все опишет в рамках существующих теорий.-
-
Я хорошо понимаю ваши чувства. Среди моих друзей программистов, которые обладают развитым мышлением но без опыта работы с теорией физики, полно таких настроений. Откопать видео на ютюбе, найти какого то деда в гараже которые вечный двигатель построил и т.д их любимое занятие.
Это всегда весело и хороший повод собираться на природе и жарить шашлыки.
А для меня это возможность лишний раз проверять собственные знания и пробелы. (Они есть у всех. Некоторые правда стесняются и маскируют их.)
Суть вашего вопроса лежит в основах физики. Если вы четко дойдете до основ теории физики, то вы поймете простую вещь.
Как только будет доказан уникальный эффект емДрайва, и будет понятно что это не замаскированный набор уже известных эффектов, то любо грамотный физик придумает объяснение.
Но доказательство эксперимента должно быть строгим и по всем процедурам отлаженным веками. Тут нет никаких препятствий. Просто надо следовать четким процедурам принятых в научном мире.
Мир реальной физики - это огромные деньги. И они даются только под конкретный результат. Никто не любит тратить время зря и попадать в пустышки. Наказание за ошибки очень жесткие. На моих глазах люди просто умирали за несколько месяцев когда рушились их надежды. И я молчу про то сколько просто сходит с ума зациклившись на своих идеях в попытках "помочь всему человечеству".
Это все не нормально.
Вся физика строится на простейших нескольких идеях. Пока вы не разберетесь в ней досконально, то лучше не бороться с ветряными мельницами.
Один из постулатов основ теории физики, следующий: мы можем делить пространство и время до бесконечности.
А дальше включается математика. Вам понадобится еще монетка и карандаш.
На одном листике с этой идеей вы можете вывести распределение Максвелла. И предсказать случайное распределение шариков в стандартном эксперименте и пойти гулять вверх по измерениям.
Если вы спокойно делаете такое упражнение значит вы понимаете чем занимаетесь.
Другими словами перед тем как сделать сальто на турнике, надо спокойно и не задумываясь подтягиваться любыми способами.
В теории физики есть точка от которой все строится. Вы должны уметь от этой точки выстраивать все базовые формулы и теории.
Как только пробежитесь по основным путям и тропкам несколько раз, то вы станете честным и реальным жителем этого мира.
И именно тогда вы поймете что язык физики сможет описать любые явления.
Мой знакомый лингвист, видит физику как именно язык описания реального мира. Он не верит даже в электрон ))) И это его право...
А знакомые математики говорят, что физика это математика в которую добавили капельку времени (dt)
Начните с самих основ. Тут все четко и красиво )))-
-
В вашем случае философская позиция - это позиция веры. Вы верите в эмДрайв. Причем верите так как будто он уже заработал.
Вы как бы живете в будущем, которое еще не наступило.
Куда вы спешите? Даже если угадаете и ваша лошадка выиграет, то вы ничего не получите. Вы не опубликуете свою теорию, вам никто не даст ничего. Ну максимум перед друзьями вы похвастаетесь и то вряд ли кто вам поверит и тем более вообще поймет что вы говорите. )))
Я не помню ни одного случая, когда кто то со стороны и с наскока научил жизни все научное сообщество.
Ну не может парень с улицы выйти на ринг и со своим дворовым опытом стать чемпионом и научить весь мир новому боксу. Ему надо пойти всю систему и как минимум попасть к хорошему тренеру.
Чтоб заниматься этими задачами вам нужно быть внутри системы а не снаружи. Но вы сами сказали что вы просто свободный философ и вам нравится строить теории для себя. Так этим занимается каждый на нашей планете ))).
Но язык и словосочетания которые вы используете просто ужасны.
Это не научный язык. Это просто ваша личная логика и теория.
Если я не дай бог, спрошу вас что такое "плотность энергии вакуума" то мы попадем в глубокую рекурсию и псевдо научных текстов. Это никому не нужно.
Реальность за окном намного интереснее.
Хотите чтоб профессиональные физики вас понимали - учите понятийный язык этой науки. Но без среды общения это все равно не получится.
А сейчас это выглядит вот так. )))
https://www.youtube.com/watch?v=bykNmSTuGNo
Будьте уверены что ИИ удалит эти посты. Так что я позволю себе такие шалости.
В конце концов вам никто не мешает дома собрать резонатор и проверить свои теории. Стоячие волны и резонанс на всех масштабах творят чудеса. Получите удовольствие )))
-
-
-
-
"В-третьих, существует еще одна сила притяжения — гравитационная. Она не зависит от температуры, но растет с массой тела."
Я бы не был так уверен в том, что гравитация не зависит от температуры. С температурой растёт динамика частиц, значит растёт масса (как минимум, релятивистская), значит растёт гравитация.
Вообще говоря, учитывая [на самом деле] динамический характер гравитационных сил, уже сам этот факт увязывает силу гравитации с температурой, как динамической характеристикой механических систем. Но это тема отдельного разговора, вернее сказать теории. ;)
Я бы не был так уверен в том, что гравитация не зависит от температуры. С температурой растёт динамика частиц, значит растёт масса (как минимум, релятивистская), значит растёт гравитация.
Вообще говоря, учитывая [на самом деле] динамический характер гравитационных сил, уже сам этот факт увязывает силу гравитации с температурой, как динамической характеристикой механических систем. Но это тема отдельного разговора, вернее сказать теории. ;)
-
Не надо докапываться до ничтожных эффектов. Разумеется, во вселенной все зависит от всего. Но физика как наука начинается тогда, когда мы научаемся отделять существенное от несущественного. Школьные задачи «Тело брошено под углом к горизонту...» становятся возможны только после этого шага.
Здесь речь идет про эффект, _сильно_ растущий с температурой. А то, что вы описали, дает настолько ничтожный эффект, что его не заметить никакими весами.
Насколько я понял, в "звуковом" поле сей эффект реализовать еще проще, если диполь заменить мембранкой (например, мыльным пузырем) с резонансом на частоте более высокой, чем та, на которую настроен звуковой генератор. Все-таки киловатт энергии в звук вложить как-то проще, чем в ЭМ излучение))
Забавно было бы: мыльные пузыри притягиваются к динамику...
Забавно было бы: мыльные пузыри притягиваются к динамику...
-
Звук и музыка это вообще удобная штука для исследования волн. Это мое хобби.
Если кому то интересно то вот мои попытки применить квантовую физику и резонанс Шумана в творчестве.
https://soundcloud.com/dmvkmusic
Это 3д музыка поэтому слушать ее надо только в наушниках либо на хороших колонках.
У меня есть и динамики и целая студия и даже мыльные пузыри.
Я проверю вашу идейку )))
Спасибо!
Давайте еще! )))
"А поскольку атом стремится понизить свою энергию взаимодействия как можно сильнее, ему энергетически выгодно приблизиться к шару — ведь там понижение энергии наиболее существенно!"
Хрень какая-то, а не объяснение, атом чего там хочет, чего-то ему выгодно. И самовольно, по своему хотению перемещается куда ему хочется.
Как жаль, что нет сейчас физиков способных объяснять.
Не говоря уже о том, что воздействие энергии по объяснению понижает энергетический уровень объекта. Второй закон термодинамики, видимо, истерично бьется в конвульсиях. Простите.
Хрень какая-то, а не объяснение, атом чего там хочет, чего-то ему выгодно. И самовольно, по своему хотению перемещается куда ему хочется.
Как жаль, что нет сейчас физиков способных объяснять.
Не говоря уже о том, что воздействие энергии по объяснению понижает энергетический уровень объекта. Второй закон термодинамики, видимо, истерично бьется в конвульсиях. Простите.
-
Возьмите шарик в руку и отпустите. В начале у него максимальная потенциальная энергия (энергия взаимодействия с Землей). Шарику энергетически выгодно уменьшить энергию взаимодействия с Землей и он падает.
Проведите этот сложный опыт и убедитесь в что реальность полностью противоположна вашей точки зрения.
Как жаль, что люди настолько отрываются от реальности, что не проверив свою логику, сами себя ставят в глупое положение.
Я бьюсь в конвульсиях вместе со всеми законами термодинамики и физики читая такие комментарии.
Это конечно шутка! )) Физики такие же люди как и все. Просто изучают специфический мир недоступный обычным людям и говорят на своем языке.
Вас наверно раздражает когда кто то говоря по русски нарушает грамматику и синтаксис. А еще убеждает вас как правильно говорить.
А вот если бы вы заявили:
"Позвольте, судари! Так может именно так наша планета нас и притягивает к себе, как описано в это эксперименте? То что мы называем гравитацией и есть этот волновой эффект? Может нет никакой гравитации и это только название видимого эффекта?"
И вот тут бы мы не смогли бы вам противоречить и согласились бы подождать результата новых экспериментов и точных расчетов, чтоб не стать еретиками и раскольниками ))))
К сожалению, по вопросу о потенциальной энергии в ходе дискуссии исчерпывающего ответа получить не удалось. Поэтому, попытался в нем разобраться сам (на что потребовалось время). Вот что из этого получилось.
Многие ответы удалось найти в изложении лекции замечательного российского физика Дмитрия Дьяконова “Кварки и откуда берется масса.” http://polit.ru/article/2010/09/16/quarks/ . Дмитрий Дьяконов имел один из самых высоких рейтингов цитирования, я думаю, что он входит число великих физиков.
Что удивительно, если сравнивать с лекцией, я ничего не соврал в своих предположениях, когда писал о характере потенциальной энергии.
Вот что говорил Дмитрий Дьяконов.
«Теперь я хочу вас погрузить в глубокую мысль. Посмотрите на слайд 5. Все знают, что птичка садится на провод, в проводе 500 киловольт, а ей хоть бы хны. Вот если птичка растянется и одной лапкой возьмётся за один провод, а другой лапкой — за другой, вот тут будет нехорошо. Почему? Потому что, говорят, что сам электрический потенциал не имеет физического смысла, он, как мы любим говорить, не наблюдаем. Есть более точное высказывание, что наблюдаема напряжённость электрического поля. Напряжённость — кто знает — это градиент потенциала.»
Принцип — что наблюдаемо не само значение электрического потенциала, а только его изменение в пространстве и времени — был открыт еще в ХIХ веке. Этот принцип распространяется на все фундаментальные взаимодействия и имеет название – «градиентная инвариантность» или (другое название) «калибровочная инвариантность».
«Я начал свой список с гравитационного взаимодействия. Оказывается, что оно тоже построено на принципе калибровочной инвариантности, только там независимость не от “цвета”, не от потенциала, а от чего-то другого. Попробую объяснить, от чего.
Представим себе, что где-то имеется большая масса. Например, Солнце. Солнце — это большая масса. Что оно делает? Оно как бы прогибает плоское пространство, и пространство делается искривлённым. Очень наглядно. Теперь мы помещаем поблизости Землю, она начинает крутиться вокруг Солнца. На самом деле, образ вполне геометрический: пространство продавлено и в этой лунке крутится наша планета Земля. Посмотрите на слайд — там исказились все координатные линии. И вот, что было самым главным достижением Эйнштейна, когда он выдвинул общую теорию относительности. Он сказал, что все наблюдаемые физические явления не должны зависеть от того, какую мы соизволим нанести координатную сетку и какими часами будем пользоваться.
Почему я это привёл здесь, потому что это тоже своего рода “калибровочная инвариантность”.
Кривизна есть наблюдаемая вещь, и в математическом смысле напряжённость электрического поля — это тоже своего рода кривизна. А потенциал не наблюдаем, птичка, сидящая на одном проводе, жива.»
Исход из этого можно сделать вывод, что потенциальная энергия не должна рассматриваться как источник массы, т.к. в противном случае масса и физические процессы будут зависеть от системы отчета, из которой производиться наблюдение.
Эту мысль подкрепляет ответ Дмитрия Дьяконова на вопрос по поводу массы электромагнитного поля.
«Дмитрий: Скажите, пожалуйста, а имеют ли массу силовые поля, например, электрическое и гравитационное поля?
Дмитрий Дьяконов: Если имеют, то очень малую, и conventional wisdom состоит в том, что они безмассовые.
Дмитрий: Я имел в виду немного другое. Допустим, если у нас есть конденсатор, между пластинами которого есть электрическое поле. Это поле имеет массу?
Дмитрий Дьяконов: Нет.
Дмитрий: А энергию оно имеет?
Дмитрий Дьяконов: Да.
Дмитрий: А mc??
Дмитрий Дьяконов: Хорошо, состряпайте мне замкнутую систему, то есть, включая конденсатор, батарейку, гидроэлектростанцию, источник на солнце и так далее. Вот когда вы состряпаете замкнутую систему, то мы померяем её массу, и я скажу, что Е, которая есть mc? от этой массы — это есть энергия покоя данной замкнутой системы. Других утверждений я не делаю.
Дмитрий: То есть энергия поля, по сути, — это энергия батареи, проводов и пластин?
Дмитрий Дьяконов: Конечно. Нужно взять замкнутую систему, про неё можно сделать суждение.»
Так откуда же в нашем мире берется масса?
Дмитрий Дьяконов: «Как видите, вся история науки состояла в том, чтобы мы занимались самыми разнообразными связанными стояниями, и всегда сумма масс составляющих была больше, чем целого. И вот мы доходим до последнего связанного состояния — это протоны и нейтроны, которые сделаны из трёх кварков, и тут, оказывается, всё наоборот! Масса протона 940 МэВ — см. слайд 9. А масса составляющих кварков, то есть двух u и одного d, — складываем 4+4+7 и получаем всего 15 МэВ. Значит, сумма составляющих масс не больше целого, как привычно, а меньше, и не просто меньше, а в 60 раз меньше! То есть мы впервые в истории науки встречаемся со связанным состоянием, в котором всё наоборот в сравнении с привычным.
Оказывается, что пустое пространство, вакуум живёт очень сложной и очень богатой жизнью, которая здесь изображена. В данном случае это не карикатура, а самое настоящее компьютерное моделирование самой настоящей квантовой хромодинамики, и есть автор, мой коллега Дерик Лейнвебер (Derick Leinweber), который любезно предоставил мне эту картинку для демонстраций. Причем, что замечательно, наличие материи почти не влияет на вакуумные флуктуации поля. Это глюонное поле, которое таким вот странным образом флуктуирует всё время.
А теперь туда впускаем кварки, см. слайд 13. Что с ними будет происходить? Происходит довольно интересная вещь. Тут тоже мысль не поверхностная, попробуйте в неё вникнуть. Представьте два кварка или кварк и антикварк, которые оказываются одновременно в окрестности такой большой флуктуации. Флуктуация наводит между ними некую корреляцию. А корреляция означает, что они взаимодействуют.
Тут как раз я могу привести житейский образ. Вы спускаете воду из ванны, там образуется воронка, куда падают две спички, они затягиваются этой воронкой, и обе они крутятся одинаково. То есть поведение двух спичек скоррелированно. И вы можете сказать, что воронка навела взаимодействие между спичками. То есть внешнее влияние наводит взаимодействие между объектами, которые попадают под это влияние. Или, скажем, вы идёте по Мясницкой, и начинается дождь. И почему-то вдруг все поднимают какой-то предмет над головой. Это скоррелированное поведение, получается, что люди взаимодействуют, но они не непосредственно взаимодействуют, а взаимодействие навело внешнее влияние, в данном случае, дождь.
Все наверняка слышали про сверхпроводимость, а если в зале есть физики, они объяснят, что механизм сверхпроводимости — это конденсация так называемых куперовских пар электронов в сверхпроводнике. Здесь происходит аналогичное явление, только квантовый конденсат образуют не электроны, а пары кварков и антикварков.
Что же происходит, если кварк попадает в такую среду? Кварк летит, он может выбить один кварк, который уже организовался в такую пару, этот летит дальше, попадает случайным образом в следующую, и так далее, см. слайд 14. То есть кварк путешествует сложным образом по этой среде. И именно это даёт ему массу. Я могу объяснять это на разных языках, но лучше, к сожалению, не станет.
Математическая модель этого явления, которое носит красивое название “спонтанное нарушение киральной симметрии”, была впервые предложена ещё в 1961 г. одновременно нашими отечественными учёными Ваксом и Ларкиным и замечательным японским учёным Намбу, который всю жизнь прожил в Америке и в 2008 году, в весьма преклонном возрасте, получил за это дело Нобелевскую премию.»
В лекции был слайд 14, показывающий как путешествуют кварки. Исходя из этого слайда следует, что масса формируется за счет энергии именно кварков, а не глюонного поля. И эта масса является динамической – возникающей в результате потоков энергии (движения кварков), в условиях «спонтанного нарушения киральной симметрии».
Все что я здесь написал - это очень краткие выдержки из лекции Дмитрия Дьяконова. Лучше эту лекцию http://polit.ru/article/2010/09/16/quarks/ прочитать полностью. Там есть красивые слайды, поясняющие смысл.
Объясню почему в ходе дискуссии в этой ветке задал вопросы по потенциальной энергии. В ответах я хотел прочитать примерно тоже, что написано в изложении лекции Дмитрия Дьяконова, чтобы в дальнейшем опереться на эти высказывания и продолжить обсуждение. Однако, к сожалению, дискуссия не состоялась.
Это необходимо для усиления позиций гипотезы эволюции материи. Согласно гипотезы, масса в нашей вселенной возникает в результате структуризации материи. Структуризация – это образование порядка на фоне хаоса. Все, что написано в изложении лекции Дмитрия Дьяконова, на мой взгляд, поддерживает эту гипотезу.
Структуризация материи может идти в несколько этапов. Переходы между этапами сопровождаются революционными изменениями свойств материи. Эти изменения физики называют фазовыми переходами. В настоящее время принято считать, что фазовых переходов было несколько (Дмитрий Дьяконов также писал об этом). Последний из фазовых переходов мог иметь наблюдаемые явления, которые космологи предъявляют в качестве доказательства стандартной космологической теории. Поэтому наблюдения не противоречат этой гипотезе.
Многие ответы удалось найти в изложении лекции замечательного российского физика Дмитрия Дьяконова “Кварки и откуда берется масса.” http://polit.ru/article/2010/09/16/quarks/ . Дмитрий Дьяконов имел один из самых высоких рейтингов цитирования, я думаю, что он входит число великих физиков.
Что удивительно, если сравнивать с лекцией, я ничего не соврал в своих предположениях, когда писал о характере потенциальной энергии.
Вот что говорил Дмитрий Дьяконов.
«Теперь я хочу вас погрузить в глубокую мысль. Посмотрите на слайд 5. Все знают, что птичка садится на провод, в проводе 500 киловольт, а ей хоть бы хны. Вот если птичка растянется и одной лапкой возьмётся за один провод, а другой лапкой — за другой, вот тут будет нехорошо. Почему? Потому что, говорят, что сам электрический потенциал не имеет физического смысла, он, как мы любим говорить, не наблюдаем. Есть более точное высказывание, что наблюдаема напряжённость электрического поля. Напряжённость — кто знает — это градиент потенциала.»
Принцип — что наблюдаемо не само значение электрического потенциала, а только его изменение в пространстве и времени — был открыт еще в ХIХ веке. Этот принцип распространяется на все фундаментальные взаимодействия и имеет название – «градиентная инвариантность» или (другое название) «калибровочная инвариантность».
«Я начал свой список с гравитационного взаимодействия. Оказывается, что оно тоже построено на принципе калибровочной инвариантности, только там независимость не от “цвета”, не от потенциала, а от чего-то другого. Попробую объяснить, от чего.
Представим себе, что где-то имеется большая масса. Например, Солнце. Солнце — это большая масса. Что оно делает? Оно как бы прогибает плоское пространство, и пространство делается искривлённым. Очень наглядно. Теперь мы помещаем поблизости Землю, она начинает крутиться вокруг Солнца. На самом деле, образ вполне геометрический: пространство продавлено и в этой лунке крутится наша планета Земля. Посмотрите на слайд — там исказились все координатные линии. И вот, что было самым главным достижением Эйнштейна, когда он выдвинул общую теорию относительности. Он сказал, что все наблюдаемые физические явления не должны зависеть от того, какую мы соизволим нанести координатную сетку и какими часами будем пользоваться.
Почему я это привёл здесь, потому что это тоже своего рода “калибровочная инвариантность”.
Кривизна есть наблюдаемая вещь, и в математическом смысле напряжённость электрического поля — это тоже своего рода кривизна. А потенциал не наблюдаем, птичка, сидящая на одном проводе, жива.»
Исход из этого можно сделать вывод, что потенциальная энергия не должна рассматриваться как источник массы, т.к. в противном случае масса и физические процессы будут зависеть от системы отчета, из которой производиться наблюдение.
Эту мысль подкрепляет ответ Дмитрия Дьяконова на вопрос по поводу массы электромагнитного поля.
«Дмитрий: Скажите, пожалуйста, а имеют ли массу силовые поля, например, электрическое и гравитационное поля?
Дмитрий Дьяконов: Если имеют, то очень малую, и conventional wisdom состоит в том, что они безмассовые.
Дмитрий: Я имел в виду немного другое. Допустим, если у нас есть конденсатор, между пластинами которого есть электрическое поле. Это поле имеет массу?
Дмитрий Дьяконов: Нет.
Дмитрий: А энергию оно имеет?
Дмитрий Дьяконов: Да.
Дмитрий: А mc??
Дмитрий Дьяконов: Хорошо, состряпайте мне замкнутую систему, то есть, включая конденсатор, батарейку, гидроэлектростанцию, источник на солнце и так далее. Вот когда вы состряпаете замкнутую систему, то мы померяем её массу, и я скажу, что Е, которая есть mc? от этой массы — это есть энергия покоя данной замкнутой системы. Других утверждений я не делаю.
Дмитрий: То есть энергия поля, по сути, — это энергия батареи, проводов и пластин?
Дмитрий Дьяконов: Конечно. Нужно взять замкнутую систему, про неё можно сделать суждение.»
Так откуда же в нашем мире берется масса?
Дмитрий Дьяконов: «Как видите, вся история науки состояла в том, чтобы мы занимались самыми разнообразными связанными стояниями, и всегда сумма масс составляющих была больше, чем целого. И вот мы доходим до последнего связанного состояния — это протоны и нейтроны, которые сделаны из трёх кварков, и тут, оказывается, всё наоборот! Масса протона 940 МэВ — см. слайд 9. А масса составляющих кварков, то есть двух u и одного d, — складываем 4+4+7 и получаем всего 15 МэВ. Значит, сумма составляющих масс не больше целого, как привычно, а меньше, и не просто меньше, а в 60 раз меньше! То есть мы впервые в истории науки встречаемся со связанным состоянием, в котором всё наоборот в сравнении с привычным.
Оказывается, что пустое пространство, вакуум живёт очень сложной и очень богатой жизнью, которая здесь изображена. В данном случае это не карикатура, а самое настоящее компьютерное моделирование самой настоящей квантовой хромодинамики, и есть автор, мой коллега Дерик Лейнвебер (Derick Leinweber), который любезно предоставил мне эту картинку для демонстраций. Причем, что замечательно, наличие материи почти не влияет на вакуумные флуктуации поля. Это глюонное поле, которое таким вот странным образом флуктуирует всё время.
А теперь туда впускаем кварки, см. слайд 13. Что с ними будет происходить? Происходит довольно интересная вещь. Тут тоже мысль не поверхностная, попробуйте в неё вникнуть. Представьте два кварка или кварк и антикварк, которые оказываются одновременно в окрестности такой большой флуктуации. Флуктуация наводит между ними некую корреляцию. А корреляция означает, что они взаимодействуют.
Тут как раз я могу привести житейский образ. Вы спускаете воду из ванны, там образуется воронка, куда падают две спички, они затягиваются этой воронкой, и обе они крутятся одинаково. То есть поведение двух спичек скоррелированно. И вы можете сказать, что воронка навела взаимодействие между спичками. То есть внешнее влияние наводит взаимодействие между объектами, которые попадают под это влияние. Или, скажем, вы идёте по Мясницкой, и начинается дождь. И почему-то вдруг все поднимают какой-то предмет над головой. Это скоррелированное поведение, получается, что люди взаимодействуют, но они не непосредственно взаимодействуют, а взаимодействие навело внешнее влияние, в данном случае, дождь.
Все наверняка слышали про сверхпроводимость, а если в зале есть физики, они объяснят, что механизм сверхпроводимости — это конденсация так называемых куперовских пар электронов в сверхпроводнике. Здесь происходит аналогичное явление, только квантовый конденсат образуют не электроны, а пары кварков и антикварков.
Что же происходит, если кварк попадает в такую среду? Кварк летит, он может выбить один кварк, который уже организовался в такую пару, этот летит дальше, попадает случайным образом в следующую, и так далее, см. слайд 14. То есть кварк путешествует сложным образом по этой среде. И именно это даёт ему массу. Я могу объяснять это на разных языках, но лучше, к сожалению, не станет.
Математическая модель этого явления, которое носит красивое название “спонтанное нарушение киральной симметрии”, была впервые предложена ещё в 1961 г. одновременно нашими отечественными учёными Ваксом и Ларкиным и замечательным японским учёным Намбу, который всю жизнь прожил в Америке и в 2008 году, в весьма преклонном возрасте, получил за это дело Нобелевскую премию.»
В лекции был слайд 14, показывающий как путешествуют кварки. Исходя из этого слайда следует, что масса формируется за счет энергии именно кварков, а не глюонного поля. И эта масса является динамической – возникающей в результате потоков энергии (движения кварков), в условиях «спонтанного нарушения киральной симметрии».
Все что я здесь написал - это очень краткие выдержки из лекции Дмитрия Дьяконова. Лучше эту лекцию http://polit.ru/article/2010/09/16/quarks/ прочитать полностью. Там есть красивые слайды, поясняющие смысл.
Объясню почему в ходе дискуссии в этой ветке задал вопросы по потенциальной энергии. В ответах я хотел прочитать примерно тоже, что написано в изложении лекции Дмитрия Дьяконова, чтобы в дальнейшем опереться на эти высказывания и продолжить обсуждение. Однако, к сожалению, дискуссия не состоялась.
Это необходимо для усиления позиций гипотезы эволюции материи. Согласно гипотезы, масса в нашей вселенной возникает в результате структуризации материи. Структуризация – это образование порядка на фоне хаоса. Все, что написано в изложении лекции Дмитрия Дьяконова, на мой взгляд, поддерживает эту гипотезу.
Структуризация материи может идти в несколько этапов. Переходы между этапами сопровождаются революционными изменениями свойств материи. Эти изменения физики называют фазовыми переходами. В настоящее время принято считать, что фазовых переходов было несколько (Дмитрий Дьяконов также писал об этом). Последний из фазовых переходов мог иметь наблюдаемые явления, которые космологи предъявляют в качестве доказательства стандартной космологической теории. Поэтому наблюдения не противоречат этой гипотезе.
-
> Потому что, говорят, что сам электрический потенциал не имеет физического смысла, он, как мы любим говорить, не наблюдаем.
Очень интересно... А тогда вот это что?
https://www.youtube.com/watch?v=WS9ISUXBsa8
;-)))-
Я думаю, что этот красивый эффект с волосами мальчика связан не с потенциалом электрического поля, а с разностью потенциалов между телом мальчика и окружающей средой (по другому - с напряженностью электрического поля). Если взять клетку Фарадея, поместить ее на изоляторы, пригласить в нее мальчика попросив снять обувь, затем соединить клетку с заряженным шаром, то ничего с волосами мальчика не произойдет, несмотря на то, что тело мальчика будет иметь тот же потенциал, что и шар. Т.е. в этих условиях потенциал ненаблюдаемый.
Здесь есть еще один интересный аспект. Чтобы произвести связанные с эффектом расчеты, измерять потенциал вообще не нужно. Для того, чтобы вычислить силу, которая действует на волосы и их дополнительную энергию, необходимо измерить электрический заряд (количество электронов), ушедший в тело мальчика, а также знать геометрические характеристики тела мальчика, включая характеристики его волос, размеры и расположение окружающих электропроводящих тел.-
Если мальчик будет внутри клетки Фарадея, то насколько я понимаю, даже имея эл. контакт с ней, он никогда не получит на свою поверхность эл. заряд.
При соединении клетки с заряженным шаром, весь заряд распределится по поверхности клетки. Внутри неё не будет ни эл. стат. поля, ни заряда. Потенциал на поверхности мальчика также будет нулевым и его волосы останутся на месте. Я думаю даже если он возьмёт при этом заземлённый провод в руки, ему ничего от этого не будет. Нет заряда, нет разности потенциалов, нет и тока.
Т.е. если коротко, то поместив мальчика в клетку, Вы тем самым обнулите его эл. потенциал. Потенциал будет невиден, т.к. его там попросту нет. :-)
Эффект с разностью потенциалов тоже можно наблюдать. Для этого достаточно поставить рядом с мальчиком ещё один шар, подключенный к другому источнику или просто заземлённому. Стоит теперь мальчику коснуться сразу обоих шаров, он на себе почувствует что такое разность потенциалов (дети, не делайте этого!).
Эл. потенциал наблюдаем не только через волосы. Есть ещё один красивый эффект - огни святого Эльма или попросту - коронный разряд: http://molniezashitadoma.ru/ogon%20elma.jpg-
"Я думаю даже если он возьмёт при этом заземлённый провод в руки, ему ничего от этого не будет. Нет заряда, нет разности потенциалов, нет и тока."
Настоятельно рекомендую этого не делать!!! Т.к. клетка Фарадея и мальчик имеют относительно земли высокий потенциал. (Клетка изолирована от земли и соединена с шаром, а тело мальчика подключено к клетке (через босые ноги). Генератор высокого напряжения одним концом подключен к шару, а другим концом заземлен. Поэтому если мальчик дотронется до заземляющего проводника, его тело замкнет цепь и с ним будет плохо.)-
> ... Поэтому если мальчик дотронется до заземляющего проводника, его тело замкнет цепь и с ним будет плохо.
Здесь Вы правы, соглашусь.
Ток пойдёт.
Но вовсе не потому, что мальчик имеет эл. потенциал.
ВНУТРИ клетки нет эл.ст.поля, нет потенциала. Потенциал есть только на поверхности клетки.
Ток пойдёт потому, что заряд с поверхности клетки потечёт в землю, и коль скоро мальчик является частью этой эл. цепи, ток пойдёт и через него.
Но потенциала на мальчике не было и нет. ;-)-
Можно провести следующий эксперимент. Подключить к заземляющему проводнику один из двух выводов сопротивления (резистора) настолько большой величины, чтобы ток протекающий через сопротивление не навредил мальчику. Попросить мальчика прикоснутся к другому (не подключенному) выводу этого сопротивления. Затем измерить напряжение на сопротивлении вольтметром с бесконечным внутренним сопротивлением. Вольтметр покажет полное напряжение на кончиках пальцев мальчика относительно земли. Это напряжение будет практически равно напряжению на шаре относительно земли. Значит, на кончиках пальцев у мальчика имеется потенциал относительно земли, практически равный потенциалу на шаре.
-
-
-
-
-
> красивый эффект с волосами мальчика связан не с потенциалом электрического поля, а с разностью потенциалов между телом мальчика и окружающей средой (по другому - с напряженностью электрического поля)
Напряжённость эл. ст. поля это вовсе не разность потенциалов. ;-)
Это основная характеристика эл. ст. поля, которой характеризуется каждая его точка: https://ru.wikipedia.org/wiki/Напряжённость_электрического_поля
_______________
Что касается Дмитрия Дьяконова, то его высказывания мне кажутся мягко говоря странными... Возможно он слишком увлёкся своими "кварками" и заметно оторвался от реального мира. :-)-
Напряженность электрического поля это разность потенциалов деленная на расстояние.
В отношении Дмитрия Дьяконова я бы рекомендовал не высказывать такие предположения.-
> Напряженность электрического поля это разность потенциалов деленная на расстояние.
Во-первых, всё же делённая на расстояние, а не просто разность потенциалов (как у Вас было написано выше). ;-)
Во-вторых, определение напряжённости всё же другое:
это векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы F, действующей на неподвижный точечный заряд, помещённый в данную точку поля, к величине этого заряда q.
Т.е. физический смысл напряжённости - это характеристика КОНКРЕТНОЙ ТОЧКИ эл.ст.поля. ;-) Так по определению.
А измеряется, согласен, и в Н/Кл, и в В/м.
-
-
-
-
Вот ещё Вам немного для раздумий.
В продолжение о птичках... :-)
https://www.youtube.com/watch?v=oBJyyEAw-6g
https://youtu.be/DPNK7bc2qvM?t=102
Здесь эл. потенциал на поверхности проводов - переменный, синусоида.
Частота 60 Гц (США).
На видео видны несколько проводов, идущих рядом друг с другом. Это называется "расщеплённой фазой". Делается специально для борьбы с коронным разрядом, так снижают потери на ЛЭП.
Вы уж простите, но объяснение об энергии атома в поле не слишком внятное, мягко говоря. У "растянутого" диполя потенциальная энергия точно выше чем у нерастянутого. На его растяжение вообще-то работа затрачивается. И эту энергию, кстати, можно потом (когда поля не будет) куда нибудь использовать. Можно конденсатор сделать, например.
-
То, что я описал простыми словами и так длинно, называется по-простому эффект Штарка для поляризуемой частицы. Энергия взаимодействия равна - \vec{d}\vec E = - \alpha E^2, где \alpha — поляризуемость. Эта энергия отрицательна.
-
Спасибо за ответ!
Простыми словами это наверное будет так: индуцированный диполь в неоднородном поле втягивается в направлении большей напряжённости поля, так как притяжение соотв конца диполя всегда больше чем отталкивание противоположного.
Эффект Штарка, кстати, объясняется повышением энергии атома, а не понижением.
-
Может кто пояснит, не совсем понятно из статьи:
А как через тепловое излучение передаётся _отрицательный_ импульс от цилиндра к атому?
Когда наблюдается отталкивание, то всё вроде понятно.
К примеру, при короткой длине теплового излучения:
1. Цилиндр излучил тепловой фотон в сторону атома.
2. Фотон при этом уносит импульс, цилиндр получает отдачу.
3. Отразившись или поглотившись атомом, фотон передаёт ему весь или часть этого импульса. Атом начинает движение от цилиндра. Наблюдаем отталкивание. Закон сохранения импульса не нарушен.
А если притяжение через излучение?
А как через тепловое излучение передаётся _отрицательный_ импульс от цилиндра к атому?
Когда наблюдается отталкивание, то всё вроде понятно.
К примеру, при короткой длине теплового излучения:
1. Цилиндр излучил тепловой фотон в сторону атома.
2. Фотон при этом уносит импульс, цилиндр получает отдачу.
3. Отразившись или поглотившись атомом, фотон передаёт ему весь или часть этого импульса. Атом начинает движение от цилиндра. Наблюдаем отталкивание. Закон сохранения импульса не нарушен.
А если притяжение через излучение?
-
"Атом начинает движение от цилиндра." - в этом месте ошибка в рассуждениях. Это если других взаимодействий нет, тогда он может чего и начнёт. А если, например, атом к цилиндру верёвкой привязать (или полем) и тянуть, то никуда он не денется. Попробуйте в стоящий на ручнике автомобить теннисными мячиками покидать.
Из школьного учебника нам известно, что магнитное "поле" (силовые линии?) ВСЕГДА замкнуто. Для электрического поля это условие не обязательно. Также нам известно, что электрическое и магнитное поля действуют на ЛЮБОЙ вид ощутимой материи. Также мы говорим, что знакомы с основными положениями ОТО. Уповая на последнее, и надеясь на предыдущее, делаем вывод - магнитное и электрическое поля являются свойствами пространства, а не материи.
Так почему же ученые ищут монополь?
Так почему же ученые ищут монополь?
Правильно написал что пространство. Вот только там, "куда" оно расширяется, еще нет расстояний. И времени тоже нет. Так что говорить о скорости расширения пространства в этой ситуации преждевременно. Но, именно пространство, а не вселенная. Это немного не по Гамову?
А сколько лет было Бору, когда он спас физику от падения электрона на ядро своим утверждением о том, что падение идет скачками? Потому как орбиты можно поделить на чистые и нечистые!
Таки получилось и поделить!
Сколько лет было Максвеллу, когда он измыслил электромагнитное поле?
И многие ведь понимают - что есть поляризация!
Иногда мне кажется, что нам вбили очень много уважения в слишком раннем возрасте.
Был бы очень благодарен Игорю Иванову, если бы он сделал некий экскурс в возраст великих первооткрывателей.
Иногда мне еще кажется, что физика боится четких формулировок.
Или уклоняется?
....................
Не критиканство, но взвешенность.
Эге?
А сколько лет было Бору, когда он спас физику от падения электрона на ядро своим утверждением о том, что падение идет скачками? Потому как орбиты можно поделить на чистые и нечистые!
Таки получилось и поделить!
Сколько лет было Максвеллу, когда он измыслил электромагнитное поле?
И многие ведь понимают - что есть поляризация!
Иногда мне кажется, что нам вбили очень много уважения в слишком раннем возрасте.
Был бы очень благодарен Игорю Иванову, если бы он сделал некий экскурс в возраст великих первооткрывателей.
Иногда мне еще кажется, что физика боится четких формулировок.
Или уклоняется?
....................
Не критиканство, но взвешенность.
Эге?
-
«Вот только там, "куда" оно расширяется, еще нет расстояний. И времени тоже нет.»
А откуда Вы взяли, что пространство во вселенной расширяется? Со временем изменяется масштабный фактор – это верно.-
Вообще не понял. Давайте что-то про ваш масштабный фактор.
Если он определяется расширением пространства, то еще куда ни шло.
В общем, я уже говорил о тенденции к уклонению от четких формулировок.
Откуда взял?
Так эти ... как их ...
Говорят, в телескоп видно.
На него масштабный фактор не действует.
Разумеется, если он есть. ):-
«Давайте что-то про ваш масштабный фактор».
Классическое определение масштабного фактора http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/3848/%D0%9C%D0%90%D0%A1%D0%A8%D0%A2%D0%90%D0%91%D0%9D%D0%AB%D0%99
По существу, масштабный фактор, если взять его в относительных единицах, это отношение меры длины связанной с расстоянием между подверженными космологическому расширению галактиками к мере длины, связанной с веществом. Т.е. при космологическом расширении мера длины, связанная с пространством, со временем меняет свой масштаб, по отношению к мере длины, связанной с веществом. В уравнение ОТО входит именно масштабный фактор, а не отвлеченное расширение.
«Говорят, в телескоп видно.»
Движение связанное с масштабным фактором может быть как "наружу", так и "вовнутрь" - в бездну. При этом наблюдаемые явления будут выглядеть одинаково. Вполне возможно, что одновременно наружу и вовнутрь. Движение наружу означает, что зафиксирована мера длины, связанная с веществом. При этом увеличивается мера длины, связанная с пространством. Движение вовнутрь означает, что зафиксирована мера длины, связанная с пространством. При этом уменьшается мера длины, связанная с веществом. Т.е. вещество проваливается в бездну – движется вовнутрь. Если сравнить бездну с колодцем, то в этом колодце нет никаких зацепок, чтобы остановить это движение (остановить падение вещества в бездну). Также, нет никаких зацепок, чтобы остановить выталкивание из колодца. Однако есть зацепки в виде известных взаимодействий для самого вещества. Поэтому вещество представляет собой островок материи, который расположен где-то посредине колодца, и сам по отношению к себе островок стабилен. При этом, как показывают наблюдения в телескоп за состоянием материи в прошедшие времена, островок движется. Вот только в какую строну, не совсем понятно.
-
-
Я верю что закон Авогадро выполняется для всех атомов (всех химических элементов) без исключений.
И я НЕ ЗНАЮ что такое вес одного атома.
В том опыте, который описан, НЕ проведено никакой параллели с условиями "испытаний по Авогадро". А ведь там были разные атомы?
Есть вероятность, что мы пытаемся понять совсем не то, что хотели выяснить экспериментаторы.
........................
и по сколько им лет, кстати?
И я НЕ ЗНАЮ что такое вес одного атома.
В том опыте, который описан, НЕ проведено никакой параллели с условиями "испытаний по Авогадро". А ведь там были разные атомы?
Есть вероятность, что мы пытаемся понять совсем не то, что хотели выяснить экспериментаторы.
........................
и по сколько им лет, кстати?
-
Толковое разъяснение. Понятно, что описан один из приемов, при помощи которого один из авторов подводит одно из наблюдаемых явлений под возможности одного из математических аппаратов. И вот для меня наиболее интересно сочетание этого автора с фамилией Эйнштейна. Потому как симбиоз геометрической теории (гипотезы) о природе инерции с рекуррентными "выводами" в обоснование сокращения Лоренца кажется не вполне убедительно естественным. Тем более что собственно сокращения и не было. Очень длинная та история, как мне кажется.
Это бы ладно. Самая узюминка в том, что отсутствие ПРЯМОЙ пропорции между расстоянием в ощутимой материи и расстоянием в пространстве как бы задвигает ширму для поиска как раз прямого соответствия.
Это неправильно. Не научно. И не прилично для ученого. Впрочем, речь идет о конкретной фамилии. Я его даже вот навскидку и не запомнил. Ландау и Лившиц? ...
Нет, вроде не он.
):
Когда я в очередной раз наткнулся на упертое указание Максвелла о том, что пространство материального тела не сильно отличается от космического, я пожалел, что не посчитал сколько таких высказываний у него всего было.
- Не одно и не два. Это точно.
И его подходу мы обязаны током смещения и ЭМ волнам. И многому его другому.
Да?
Это было продуктивно.
Разумеется, и у гения есть потолок. В виде головы, например.
Потому как с ротором дивергенции он накуролесил мама не горюй.
Но это было тогда. Ассоциативное мышление, не достигшее завершения образа. Мыслил он изумительно в нужную сторону. Хотя и "изобрел" целую математику, которая не имеет привычных и доказанных определений.
Вот именно - ОН ей МЫСЛИЛ. Это был его способ мышления. Очень продуктивный по результату и кажущийся недостаточно отточенным формально. Мягко говоря.
Я отвлекся?
Да, меня интересуют не только первооткрыватели и их возраст, но и то, что вырастает вокруг них. Но, достаточно пока.
Хочу вернуться к тому, что понял в школе.
Можно взять, например, по миллиарду атомов десяти типов. И можно описать несколько форм их агрегирования в виде, например, десяти разных "минералов" (полимеров ... чего угодно). Интересно, что каждый такой "минерал" будет иметь свой вес, сильно отличающийся от любого из оставшихся девяти "минералов".
Так, да?
Задача движения планеты Земля относительно Солнца -- это задача трёх магнитов. Два магнита одинаковой полярностью направленных друг на друга -- это Земля в своей плоскости относительно оси Солнца. Солнце -- третий магнит, раскручивающий Землю и другие планеты относительно их осей пропорционально их массам. Эллиптическая орбита Земли указывает на то, что есть ещё какая-то сила, действующая со стороны "зимней" хорды эллипса. Холодные мелкие тела космоса так же движутся не свободно в космосе, у них есть приобретённое ускорение. Данное исследование может только подтверждать, что сила гравитаций планет возникает из-за достаточно нагретых оснований планет. То есть, любая планета Солнечной системы является горячей внутри.
Почему Земля и другие планеты не притянутся к Солнцу вплотную? Система динамическая, а не статическая, оси планет параллельны, поэтому получается много волчков. И смены полюсов у планет не может быть, так как это равносильно сходу с орбиты.
То есть вся Солнечная Система -- это система уравновешенных магнитов, где главный магнит, двигатель и поддерживатель планет -- Солнце. В такой системе планеты могут немного приближаться к главному магниту, а могут немного удаляться, но шаровидные формы всех планет этой уравновешенной системы и собственные магнитные поля не дают приблизиться к нему вплотную.
Почему Земля и другие планеты не притянутся к Солнцу вплотную? Система динамическая, а не статическая, оси планет параллельны, поэтому получается много волчков. И смены полюсов у планет не может быть, так как это равносильно сходу с орбиты.
То есть вся Солнечная Система -- это система уравновешенных магнитов, где главный магнит, двигатель и поддерживатель планет -- Солнце. В такой системе планеты могут немного приближаться к главному магниту, а могут немного удаляться, но шаровидные формы всех планет этой уравновешенной системы и собственные магнитные поля не дают приблизиться к нему вплотную.
Подход разумный. Скорей всего, в его русле очень просто поясняется и существование плоскости эклиптики, Амвросий?
-
Где магнитное поле Солнца будет наиболее слабым, не способным придать ускорение планете, а только вращать, если представить его как сферический магнит? В плоскости "экватора" Солнца, где и находится приближённая плоскость орбит всех остальных планет.
-
-
Вы считаете, что возможно движение тела, обладающего магнитным полем, имеющего спутник, по инерции бесконечно долго? В таком случае Луны у Земли должно быть две, расположенных симметрично. Поведение гироскопа объясняет момент инерции, и равновесное распределение массы относительно оси вращения. Если на диске волчка разбаланс относительно оси, то он начинает осью описывать спираль. К Земле это также применимо, она имеет один спутник, который должен был бы свести её с орбиты и унести в космос, если бы её движение относительно Солнца объяснялось только механическим моментом инерции. Здесь имеет место магнетизм со стороны Солнца настолько сильный, что способен компенсировать воздействие Луны на Землю.
Ничем другим, как магнетизмом, объяснить упорядоченное движение планет и их спутников Солнечной Системы нельзя. Мы в виде Солнца имеем как бы статор, являясь ротором, но при этом являемся статором для Луны.-
Магнитное и электрическое поля экранируются, Амвросий. Точнее - шунтируются. Но сейчас это несущественно. ):
Как Вы представляете пружинные весы с килограммовой гирей после накрывания их магнитным экраном? Стрелка побежит справа налево?
Мне казалось, что гироскоп замечательный предмет для развития мышления. Даже китайцы так считают.
Только вдумайтесь. Гироскоп можно свободно перемещать по любой из трех декартовых осей! Если не замечать наклона собственной оси гироскопа в её привязке к какой-то воображаемой базе.
Например, можно удалять свой мысленный взор от волчка до тех пор, пока он не станет для наблюдателя таким маленьким, что и мыслей не будет возникать провести ось вращения через эту "точку".
Кстати, Амвросий, у Вас не возникали соображения об осях вращения бесконечно малых точек?
............
И вот, это исключительное свойство гироскопа побудило ученых искать специфическую только для гироскопа природу ЕГО инерции!
Возможно, это был первый шаг "науки" назад - в будущее метафизики. Первый шаг, не вызвавший иммунного отторжения обществом. (мужики такой печали отродяся не видали)
....................
Прошло сколько-то лет.
Один гений предположил, что природа инерции материального тела находится не внутри тела, а в окружающем это тело пространстве.
Этот вывод оказался настолько же прост, насколько и ошеломителен.
Причем, в качестве модели для изучения природы инерции, гироскоп оказался самым удобным пособием. Ведь в лабораторных установках он легко доступен для наблюдения! В отличие, например, от потока снарядов. Даже если этот поток ограничить стальной трубой.
Представляете, какой гигантский шаг сделала наука?
.................
Ну, да.
И я не представляю.
Думайте Амвросий.
Думайте.-
«Один гений предположил, что природа инерции материального тела находится не внутри тела, а в окружающем это тело пространстве.»
Интересно, не о принципе маха Вы пишите?
Но я о своем. То, что здесь (пост от 20.09.2017 08:05) написал, относится к «пространственной симметрии». (Не ищите этот термин в интернете в том понимании, как я его использую). Там в посте шла речь о 4D случае пространственной симметрии. (Четвертая пространственная координата направлена из точки наружу.) В общем целом направления пространственной симметрии не равноправны. И это можно показать с помощью волчка (гироскопа), для одной координаты. Возьмем числовую ось. Есть направление числовой оси в положительную сторону. И есть в отрицательную. Так вот – эти направления не равноправны. Если двигаться в отрицательную сторону, то на этой оси мы не встретим вещественных чисел, которые равны корень квадратный из координаты этой оси. Отрицательная ось получается разреженной. В пространстве нельзя в явном виде выделить, где положительное направление, а где отрицательное направление. Однако можно их разделить с использованием волчка. Волчек при своем движении в направлении вдоль оси волчка образует винт. Правый и левый. Направление правого винта примем за положительное направление, а левого за отрицательное. В этом случае положительное и отрицательное направления можно разделить. Так вот, в природе существуют процессы, которые чувствуют различие между движением в положительную и отрицательную стороны– или, по-другому, чувствуют разреженность отрицательной оси.
Вот здесь http://old.elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/433750/Mnogo_vselennykh_iz_nichego в комментарии к статье «Много вселенных из ничего» замечательного писателя фантаста Павла Амнуэля я написал точку зрения на движение матери в нашей вселенной с использованием «пространственной симметрии». Этот комментарий является продолжением поста от 20.09.2017 08:05. Там как раз это по теме обсуждаемой статьи. Мне бы хотелось знать Ваше мнение. -
К сожалению, пока не нашел Вашего второго комментария к статье по мотивам Амнуэля. А только от 02.09.17. Возможно, я просто не так детерминирован? ):
Там было упоминание Планка (как космического аппарата ... человека и парохода ...)
Вообще интересно. Когда я понял, что постоянную своего имени он высчитал элементарно поделив известный результат на формулу Рэлея, я чуть не лопнул от злости. Еще в бурсе я тоже откалывал нечто подобное. Оказывается, не так уж много людей могут видеть соотношение формул не затрудняя себя их точным моделированием. ... Как бы это еще на хлеб намазать?
):
Там вообще интересная история была. Люди измыслили абстракцию абсолютно черного тела, которое не существует в природе.
Таки она возьми, да и найдись!
И что?
Обозвали ученые пространство твердью небесной?
- Фигушки! Да?
А просто добавили в него материи, замесив её на энергии.
Ну, хоть так.
Еще в той статье предполагается возможность "столкновения вселенных".
Это проще.
-----------
Сейчас я начну со второго "если", а первое упомяну потом.
Можно?
Если мы можем выделить две (несколько, сколько угодно) вселенных, то каждая из них должна обладать признаком, феноменологически допускающим таковое выделение.
Ученые однажды пробовали перечислить такие признаки в тн "теории множеств".
Мы поступим чуть проще.- Очевидно, что именно феноменологически (с точки зрения удобства описания "столкновения") каждую из вселенных мы можем описать просто как "оболочку перед столкновением".
ЕСЛИ это так, то наш разум может оперировать
СТОЛКНОВЕНИЕМ ОБОЛОЧЕК.
А если это не так, то тот разум, который допустил столкновение вселенных пока что зрел, но недостаточно.
ЕСЛИ сталкиваются две (несколько) оболочек, то ...
и вот теперь пойдет первое если:
ЕСЛИ пространство исходных и результирующей оболочек ТРЕХ МЕРНО, то и образуется, в частности, плоскость.
Например, плоскость эклиптики.
Каковую мы и сподобились наблюдать.
Все остальное для меня пока имеет меньшую значимость.
Уже получается длинно, а еще на прямой вопрос не ответил. Так что прошу прощения заранее.
Нет, я имел в виду основное положение ОТО.
Про Маха и его мировой центр я впервые узнал от отца. Еще в школе. Кстати, согласен с Вами. - Идея, сформулированная Эйнштейном "витала в атмосфере", созданной, во многом, именно работами Маха. Жаль, что это не входит в школьную программу.
-
-
-
Что удивительного в волчке? Что-то мне это напоминает рекламу соды в Интернете. Волчок -- это простая механика, равновесное положение достигается из-за интегрирования масс в определённый промежуток времени относительно оси. Это тот же бросок предмета, придание ему ускорения, только по кругу. Из-за сопротивления воздуха или другого препятствия, кинетическая энергия волчка заканчивается, и он выходит из равновесия. Я уже пояснял выше, что планета Земля не может двигаться только механическим образом по своей орбите вокруг Солнца из-за наличия у неё дисбалансирующего спутника, влияние которого на нашу планету доказано.
-
А облака на небе тоже увлекают друг друга, Амвросий?
Есть много (ОЧЕНЬ МНОГО!) простых наблюдений, которые заставляют человека задуматься, да?
Наверное, это желание приобщить себя к природе через её понимание дано нам от Бога.
И у всех оно может быть воплощено по-разному.
.................
Звезды в небе все, и люди словно листья на ветру ...
-
-
-
-
Написать комментарий
Новости: Физика
Новые измерения аномального магнитного момента мюона согласуются со Стандартной моделью
26.06 • Иван Логашенко
Тихий физик из Эдинбурга: памяти Питера Хиггса
15.04.2024 • Алексей Левин
Ядерный январь Эрнеста Резерфорда: как была раскрыта структура атома
29.01.2024 • Алексей Левин
Американский Комитет P5 определил приоритетные направления в физике элементарных частиц
22.12.2023 • Алексей Левин
Рис. 1. Слева: схема эксперимента по измерению силы притяжения атомов к нагретому цилиндру. Справа: теоретически ожидаемое ускорение за счет теплового излучения, которое должен испытывать атом на оси цилиндра на разных расстояниях от его центра и при разных температурах. Рисунок из обсуждаемой статьи