Да си припомним наученото

[Малоум 2]

За образованието (предписвано на Айнщайн): Образованието е това, което ни остава, след като завършим училище.

Идеята е  постепенно ... да напредваме в припомнянето: Клипчето припомня основното по физика за 10 клас:

...

[Малоум 2]

...

[Малоум 2]

В първите дни на уч. година - се прави преговор, та ... затова, накратко:

...

[Малоум 2]

Ясно и полезно, както казват и в коментарите:

...

[Малоум 2]

Ето и СТО - постулати:

...

[Малоум 2]

Подробно обяснение на често обсъждани ефекти от КМ:

...

[JesonMile]

Здравейте ! Търся помощ от знаещите за да реализирам една идея . Питане: как може да направи смес  ( сухо или течно състояние) която да се самозапали след определено време ? Ако има такава би била чудесна като помощник .  Ако някои има идея  - бих споделил  къде и за какво може да се ползва .Благодаря на отзовалите се ,  на спам не отговарям .

[JesonMile]

  On 13.11.2021 г. at 15:46, JesonMile said:

Здравейте ! Търся помощ от знаещите за да реализирам една идея . Питане: как може да направи смес  ( сухо или течно състояние) която да се самозапали след определено време ? Ако има такава би била чуд https://vlc.onl есна като помощник .  Ако някои има идея  - бих споде Appvalley лил  къде и за какво може да се ползва .Благодаря на отзовалите се ,  на спам не отговарям .  Tweakbox 

Expand  

issue got solved!!

[Sekynda_69]

  On 16.11.2021 г. at 14:41, JesonMile said:

issue got solved!!

Expand  

http://www.referati.org/chudesata-na-fosfora/102363/ref/p2 Само че е опасно, фосфора и серовъглерода са отровни. Пък и възможността от пожар, също е една от опасностите.

[Малоум 2]

Мисля си - полезно е да си припомним в последователност представянето на количествени описания при КМ: две свързани видеа:

...

...

[Малоум 2]

Забавно  - за силите от атмосферно налягане ... нагледно:

...

[Grifin]

  On 11.12.2021 г. at 10:47, Втори след княза said:

Ето една приятна задачка за 8 клас

Александър изминава половината от пътя със скорост 60 км/ч а втората половина със 40 км/ч. Добрин се движи половината от времето със скорост 60 км/ч а другата половина от времето със 40 км/ч. Кой от тях се движи с по голяма скорост?

Expand  

   Давана е и преди задачата, по-скоро е споменавана в някоя от темите за СТО, всъщност май само първата и част. С погрешното решение на тази първа част, а именно че средната скорост е 50 км/ч  ( всъщност средната скорост е 48 км/ч) се "опровергаваше" СТО . Иначе в случая Добрин ще измине пътя за по-малко време.

[scaner]

  On 11.12.2021 г. at 8:20, Втори след княза said:

Моля автора на темата да публикува някои задачи по физика за 10 клас с различна сложност, ако разполага с някой сборник. 

Expand  

В сборниците за десети клас задачките са обикновено скучни Аз имам тук една книга със забавни задачки, дост по-интересна е. Ето една

Един колоездач тръгва от град А със скорост 30 км/ч към град В. В същият момент друг колоездач тръгва от град В към град А със скорост 40 км/ч. В този момент една муха излита от челото на първият и достигайки до челото на втория със скорост 150 км/ч, веднага се връща към челото на първият, и така до срещата им. Колоездачите се срещат след 4 часа. Колко километра е минала мухата?

 

[Grifin]

  On 11.12.2021 г. at 12:05, scaner said:

В сборниците за десети клас задачките са обикновено скучни Аз имам тук една книга със забавни задачки, дост по-интересна е. Ето една

Един колоездач тръгва от град А със скорост 30 км/ч към град В. В същият момент друг колоездач тръгва от град В към град А със скорост 40 км/ч. В този момент една муха излита от челото на първият и достигайки до челото на втория със скорост 150 км/ч, веднага се връща към челото на първият, и така до срещата им. Колоездачите се срещат след 4 часа. Колко километра е минала мухата?

 

Expand  

     Забавна е , реших я, а да видим де 

[Grifin]

  On 11.12.2021 г. at 16:13, Втори след княза said:

Впечатлен съм, че СТО се опровергава със задача за 8 клас. Търсих по името на Добрин, но не е с него в онази задача, за да видя колко силен е аргумента. Ще опитам да я реша по друг начин.

Expand  

"Опровергава" се с неправилно намиране на средна скорост и оттам некоректно тълкуване на опита на ММ ето тук:

https://www.forumnauka.bg/topic/22297-na-kakvo-se-dlzhi-neuspeshnite-opiti-na-m-m-po-otkrivaneto-na-efirnite-vetrove-prez-1887g-v-potsdam/

https://www.forumnauka.bg/topic/22890-paradokst-na-vrtyaschiya-se-val/page/16/

  On 11.12.2021 г. at 16:16, Втори след княза said:

Отг. Клони към 600 км. Пиша клони, защото сумирах редове.

Шегичка, разбира се. Поне така, мисля си, беше в анекдот с известни физици.  

Expand  

  Как е анекдота?

[Gravity]

  On 14.12.2021 г. at 20:00, Втори след княза said:

Става дума за анекдот от "Физиците се шегуват"- известен физик е тежко болен. На свиждане му е колега, който на раздумка му поставя горната задача за велосипедистите. С мъка, болният дава своя отговор, а гостът го пита как я е решил. "Сумирах редовете" отговорил болният и се усмихнал. Това дало много оптимизъм на колегата. Който се шегува, оцелява. Но кои са имената и дали болният е оздравял, не си спомням, за съжаление нямам книгата под ръка.

Expand  

Джон фон Нойман

  Цитирай

https://www.pleacher.com/mp/mlessons/calculus/mobinfin.html

Expand  

 

[Grifin]

  On 15.12.2021 г. at 14:25, Gravity said:

Джон фон Нойман

 

Expand  

Еее, така е по-добре 

[Малоум 2]

Звучи като учебно помагало, макар че няма да стане ясен отговорът на зададения въпрос:

https://nauka.offnews.bg/news/Fizika_14/Otkade-elektronite-poluchavat-energiia-za-da-se-vartiat-okolo-iadroto_187299.html

Откъде електроните получават енергия, за да се въртят около ядрото на атома?

Някога се смяташе, че електроните обикалят около ядрото така, както планетите обикалят около слънцето. Тази представа отдавна е отхвърлена от съвременната квантова механика.

Атомът се представя традиционно като плътно ядро, заобиколено от летящи, обикалящи го електрони. Тази картина (представена вляво) веднага води до един въпрос:

Как електроните продължават да се въртят около ядрото, без да забавят ход?

Този въпрос е бил актуален в началото на 20-ти век и търсенето на отговор в крайна сметка е довело до разработването на квантовата механика.

В началото на XX век, след безброй експерименти, физиците едва започват да изграждат цялостна картина на атома. Те разбират, че всеки атом има плътно, тежко, положително заредено ядро, заобиколено от облак малки, отрицателно заредени електрони. С тази обща представа следващата им стъпка е била да създадат по-подробен модел.

При първите опити за създаване на този модел учените се вдъхновяват от Слънчевата система, която има плътно "ядро" (Слънцето), заобиколено от "облак" от по-малки частици (планетите). Този т. нар. планетарен модел обаче въвежда два съществени проблема.

От една страна, заредена частица, която се ускорява (а ускорение има винаги, когато движението не е равномерно и праволинейно - такова е движението в кръг), излъчва електромагнитно лъчение. И тъй като електроните са заредени частици и се ускоряват при движението си по орбита, те би трябвало да излъчват радиация. Това излъчване би довело до загуба на енергия на електроните, които бързо биха се завъртели в спирала и биха се сблъскали с ядрото. В началото на 1900 г. физиците са изчислили, че за да се случи подобна спирала навътре ще е нужно по-малко от една трилионна част от секундата или една пикосекунда. Тъй като атомите очевидно живеят по-дълго от една пикосекунда, това явно не се случва.

Вторият, по-дребен проблем е свързан с естеството на лъчението. Учените знаят, че атомите излъчват радиация, но с много дискретни и специфични честоти. Ако един обикалящ електрон следваше този модел на Слънчевата система, той щеше да излъчва във всякакви дължини на вълните, което противоречи на наблюденията.

Квантовото решение

Известният датски физик Нилс Бор е първият човек, който предлага решение на този проблем. През 1913 г. той изказва предположението, че електроните в атома не могат да имат каквато си поискат орбита. Вместо това те трябва да са фиксирани в орбити на много специфични разстояния от ядрото, за което му е дадена Нобелова награда. Освен това той предполага, че трябва да има минимално разстояние, което електронът може да достигне и да не се приближава повече до ядрото.

Тези идеи не идват от нищото. Малко повече от десетилетие преди това германският физик Макс Планк е предположил, че излъчването на радиация може да бъде "квантувано", което означава, че даден обект може да поглъща или излъчва радиация само на дискретни части (т.е. на порции, на кванти) и да не може да има каквато си иска стойност. Но най-малкият размер на тези дискретни парчета е константа, която става известна като константата на Планк. Преди това учените са смятали, че подобни излъчвания са непрекъснати, което означава, че частиците могат да излъчват с всякаква честота.

Момент на импулса ^{Моментът на импулса на даден обект (в случая става дума за макрообекти от класическата механика, а не за квантови частици) относно някакво начало за пресмятане (точка или ос) се определя от векторното произведение на радиус-вектора и импулса на частицата:}

^{L = r х p}

^{За определяне на посоката на вектора на момента на импулса важи правилото на дясната ръка.}

^{В затворена система при всякакви взаимодействия моментът на импулса и импулсът се запазват.}

^{Илюстрация: bgchaos по идея на wikipedia}

Константата на Планк е квант на ъгловия момент (момент на импулса) или момента на движение на обект в кръг. Така Бор пренася тази идея върху електроните, обикалящи около ядрото, като казва, че най-малката възможна орбита на електрона би била равна на ъгловия момент на точно 1 път константа на Планк. По-високите орбити биха могли да имат два пъти тази стойност, три пъти или всяко друго цяло число, кратно на константата на Планк, но никога каквато и да е част от нея (следователно не може да има 1.3 или 2.6 и т.н.).

Ще се наложи да се развие изцяло квантовата механика, за да се разбере защо електроните имат такава минимална орбита и ясно определени по-високи орбити. Електроните, както и всички частици на материята, се държат едновременно като частици и вълни. Макар че можем да си представим електрона като малка планета, която обикаля около ядрото, също толкова лесно можем да си го представим като вълна, която обгръща това ядро.

Вълните в окраничено пространство трябва да се подчиняват на специални правила. Те не могат да имат просто някаква дължина на вълната. Те трябва да са съставени от стоящи вълни, които се вписват в пространството. Точно както когато някой свири на музикален инструмент: Ако например притисне краищата на струна на китара, само определена дължина на вълните ще се впише в нея, което дава определена нота. По същия начин електронната вълна около ядрото трябва да се побере, а най-близката орбита за електрона до ядрото се дава от първата стояща вълна на този електрон.

На много опростено ниво можем да си представим електроните като стоящи вълни на материята, които имат определени допустими енергии. Шрьодингер формулира модел на атома, в който се приема, че електроните могат да се разглеждат като вълни на материята. При решаване на уравнението на Шрьодингер се получават множество вълнови функции като решения.

Горе: Стоящи вълни. Кредит:  wikiwand

Стоящи вълни в струна – основният мод и първите 5 хармоници. Кредит: wikiwand

В стоящата вълна по-горе, вляво, точно 7 пълни дължини на вълната се вписват в кръга. Когато обиколката на кръга не позволява цял брой дължини на вълната, възникващата деструктивна интерференция води до анулиране на вълната.

Заради принципа на неопределеност на Хайзенберг е невъзможно да се знае за даден електрон както неговото положение, така и неговата енергия. Можем само приблизително да определим местоположението на електрона, но колкото повече уточняваме местоположението му, толкова по-малко точна е информацията ни за енергията на електрона.

Вълновите функции, които се получават от уравнението на Шрьодингер за конкретен атом, се наричат още атомни орбитали. Атомната орбитала се определя като област в атома, която обхваща мястото, където електронът вероятно се намира през 90 % от времето.

Бъдещите разработки в областта на квантовата механика ще продължат да усъвършенстват тази картина, но основният момент остава: Електронът не може да се доближи до ядрото, защото квантовата му механична природа не му позволява да заема по-малко място.

_{Плътност на вероятностите на електрона за първите няколко електронни орбитали на водородния атом, показани като сечения. Различните орбитали са изобразени с различен мащаб.}

Сумиране на енергиите

Но има и съвсем различен начин за разглеждане на ситуацията, който изобщо не се основава на квантовата механика: Просто разгледайте всички участващи енергии. Електронът, който обикаля около ядро, е електрически привлечен към ядрото; той винаги се привлича към него. Но електронът има и кинетична енергия, която го кара да се отдалечава.

При стабилния атом тези две характеристики са в равновесие. Всъщност общата енергия на електрона в орбита, която е комбинация от неговата кинетична и потенциална енергия, е отрицателна. Това означава, че ако искате да премахнете електрон, трябва да добавите енергия към атома. Същото е положението и с планетите в орбита около Слънцето: За да премахнете планета от Слънчевата система, трябва да добавите енергия към системата.

Един от начините да разгледаме тази ситуация е да си представим електрон, който "пада" към ядрото, привлечен от противоположния му електрически заряд. Но поради правилата на квантовата механика той никога не може да достигне ядрото. Така че той застава в капан и вечно обикаля. Но този сценарий е разрешен от физиката, защото общата енергия на системата е отрицателна, което означава, че тя е стабилна и свързана, образувайки дълготраен атом.

Източник: Where do electrons get energy to spin around an atom's nucleus?Paul Sutter, 

...

...

(Просто - електронът се образува непрестанно около протона и като 2000 пъти по-лек от протона - електронът прави обвивка на атом в "движение". Енергията се взема от околността (омразната на физиците "фина" материя) - иначе, не би следвало да съществуват отделно протон и отделно електрон, като частици с дуалистична природа. Атоми съществуват и в "празното" пространство, но излъченото от ускорителните движения на протон и електрон, от тяхното движение е невидимо и неизмеримо за съвр. техника. Отделно си действа и гравитация -  за обединяване на масовите обекти.)

...

Редактирано Юли 25, 2022 от Малоум 2

[Малоум 2]

Трудно за обяснения "със свои думи", но все пак - разбираемо:

...

[Exhemus]

  On 25.07.2022 г. at 8:38, Малоум 2 said:

На много опростено ниво можем да си представим електроните като стоящи вълни на материята, които имат определени допустими енергии. Шрьодингер формулира модел на атома, в който се приема, че електроните могат да се разглеждат като вълни на материята. При решаване на уравнението на Шрьодингер се получават множество вълнови функции като решения

Expand  

Шррьодингер не се занимава с модела на атома. Той релизира идеите на дьо Бройл в диференциални уравнения. При дьо Бройл енергията и импулса на една частица са свързани с честотата и дължината на вълната от теорията на Планк. Планк се занимава само с фотони, а дьо Бройл се сеща, че щом за фотоните можем да кажем, че имат енергия и импулс, то за частиците можем да кажем, че имат честота и дължина на вълната. Шръодингер, забележете, използва релативистичните кинетична енергия и импулс, така че, ако нещо не разбирате, то е заради това, че си мислите за класически енергия и импулс.

   Уравнението на Шрьодингер приложено за водороден атом - вече става въпрос за частица в потенциално поле. Там кинетичната енергия се превръща в потенциална и обратно, според треакторията на електрона. Съответно някак си уравнението на Шрьодингер реагира , все едно електростатичното напъване на електрона съответства на напъването на една струна на китара. Когато дръннем струната, какво става? Ние вкарваме енергия, нали? Обаче кава част от тая енергия остава в струната за дълго? Тая, която е в стоящите вълни! Защото само при тях точките, които съответстват на прагчетата на китрата, са с амплитуда нула, т.е. нямат енергия и оттамто за следва, че за тези дължини на вълните енергията остава в струната, а не се разсейва. Ето затова само за определени нива на енергията електронът в атома си седи устойчиво и рядко мърда  

[Малоум 2]

Изоставили са "материалните" вълни (вълни на материята), защото не се разбира природата им.

Макс Борн предлага - в КМ не са реални вълни, а вълни на вероятности. И е уцелил!

...

[Малоум 2]

Малко по-добро обяснение на "заряди" от училищното:

...

...

[Малоум 2]

Да си припомним: Философската подкрепа  за справедливостта на постулатите на СТО:

https://www.youtube.com/watch?v=U9-2r7dnKiU

...

[Малоум 2]

Малко мудничко, но пък съвсем ясно... за инженери:

...

[Втори след княза]

Моля за пояснения, как са решавали преди хиляди години тези две задачи.

1. По пладне при лятното слънцестоене, чрез измерването на сянката на вертикално забит в земята прът с еднаква дължина в места, отстоящи едно от друго на 600 км. по меридиан, е била определена кривината, което ще рече и диаметъра на Земята. Как е станало?
2. При лунно затъмнение, без фотографска техника, по вида на сянката на Земята върху Луната са определили колко Луната е по- малка и съответно какъв е диаметъра й. Как е станало?