Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №2
Шрифт:
Р = h/?,
где h — постоянная Планка, h = 6.6310– 34Дж с. Чем меньше длина волны, тем больше импульс частицы.
Неопределенность положения частицы ?х — это ширина горбика в волновой функции. Неопределенность импульса ?р связана с неопределенностью длины волны (мы не можем из волновой функции ?(х) определить длину волны точно). Чем меньше длин волн укладывается на горбике ?(х), тем хуже мы можем
Выберем какую-нибудь длину L порядка ширины горбика ах и посчитаем, сколько длин волн ? на ней уложилось:
N = L/?. Естественно, мы не можем однозначно утверждать, что там уложилось именно N волн, а не N+1 (или не N– 1). Во-первых, может уложиться нецелое количество волн, а, во-вторых, изменение числа волн на единицу может быть связано просто с изменением формы огибающей. Таким образом, неопределенность длины волны имеет порядок величины ?? порядка ?/N = ?2/L порядка ?2/?х.
Неопределенность импульса при этом ?р = h??/?2 порядка h/?х.
Таким образом, мы получаем известное соотношение неопределенностей ?х ?р ~ h, открытое великим немецким физиком Гайзенбергом (W.Heisenberg).
Степанов М.Г.
Подробнее в статье В.П.Крайнова «Соотношения неопределенности для энергии и времени» в «Соросовском образовательном журнале» № 5, 1998, стр.77–82.
• ВОПРОС № 36: Что такое квазар?
ОТВЕТ: Квазары — квазизвездные радиоисточники, внегалактические объекты уникально высокой светимости.
Первый квазар (ЗС48) был открыт в 1961 году. В результате точного измерения координат компактного радиоисточника, выполненных в 1961 году, источник был отождествлен с уникальным звездоподобным объектом 16 звездной величины, имеющим слабый красный выброс, направленный от источника. Несколько позже были получены спектры этого квазара и выяснилось, что он имеет значительное красное смещение спектральных линий. Это указывало на высокую скорость удаления квазара от нас.
Когда было открыто большое число квазаров, выяснилось, что все они имеют значительные красные смещения. Это говорило о том, что природа красного смещения имеет космологический характер и связана с расширением Вселенной, а квазары находятся на космологических расстояниях от нас.
Впоследствии наблюдения на новых больших телескопах и, особенно, на космическом телескопе Хаббла подтвердило, что квазары — внегалактические объекты. Квазары выделяют чудовищную энергию во всех спектральных диапазонах от радиоволн до сверхжесткого гамма излучения. Достаточно сказать, что детекторы на Земле регистрируют гамма кванты с энергией порядка 1017 электронвольт от квазара, удаленного от нас на расстояние 500 мегапарсек (расстояние до ближайшей звезды порядка одного парсека).
По современным представлениям квазар — это черная дыра в активном ядре галактики. Во всяком случае, никакая другая модель не
Благодаря огромной яркости, квазары видны на огромных расстояниях. Максимальное красное смещение, которое наблюдалось у квазара, около 5. Это значит, что мы видим объект в момент, когда Вселенная была вдвое моложе, чем сегодня.
Исследования, проведенные телескопом Хаббла, показали, что фактически все звездоподобные объекты на небе со звездной величиной ниже 23 — квазары.
Воробьев П.В.
Подробнее в книге: «Физика космоса», М., Советская энциклопедия, 1986, стр.295–296.
• ВОПРОС № 37: Как сделать самому из подручных материалов (если очень захотеть и иметь возможность достать все необходимые компоненты) лазер любого типа (не указка, а способный выжечь след, хотя бы на бумаге или оплавить)?
ОТВЕТ: При определенной сноровке и опыте, имея готовые интерференционные зеркала, можно сделать газовый гелий-неоновый лазер. Однако мощность его слишком низка для того, чтобы им можно было что-то жечь. Мощный лазер построить без специального оборудования невозможно.
Можно воспользоваться схемой самодельного лазера на хлориде меди, предложенной в статье Д.Уолкера в журнале «В мире науки» № 6, 1990, стр.84–87.
Воробьев П.В.
• ВОПРОС № 38: Зачем поезд, перед тем как тронуться, сдает назад?
ОТВЕТ: Разберем случай разгона поезда на горизонтальных путях. Поезд движется за счет силы трения покоя, возникающей между ведущими колесами локомотива и рельсами. На колеса вагонов и ведомые колеса локомотива действуют силы трения со стороны осей, которые «хотят» заставить колеса скользить по рельсам вперед. Значит, со стороны рельсов на колеса начинают действовать силы трения покоя в противоположную сторону, препятствуя возникновению скольжения. Причем силы трения покоя всегда принимают такие значения, чтобы скольжения не возникло, т. е. чем больше трение в осях колес — тем больше трение покоя. Видно, что силы трения покоя, раскручивая колеса, уменьшают ускорение разгона поезда. Больше того, если все сцепки между вагонами перед началом движения натянуты, то может оказаться, что суммарная сила трения покоя, действующая на колеса вагонов и ведомые колеса локомотива, больше силы трения покоя, действующей на ведущие колеса локомотива, и поезд вообще не сдвинется с места. Поскольку сила трения скольжения убывает с ростом скорости движения, то по мере разгона вагона сила трения в осях колес уменьшается. Если локомотив начнет сдавать назад, то он легко сможет сдвинуть вначале один вагон, затем второй и т. д., ослабив натяжение сцепок между вагонами. Теперь локомотив может начать движение вперед, последовательно разгоняя один вагон за другим. Разгону поезда также мешают силы трения качения, но они гораздо меньше сил трения покоя.
Источник: С.Э.Хайкин «Физические основы механики», М., Наука, 1971, параграф 98.
• ВОПРОС № 39: Почему в году 365 дней?
ОТВЕТ: Чтобы найти число дней в году надо период обращения Земли вокруг Солнца поделить на период обращения Земли вокруг собственной оси. Поскольку мы ведем наблюдения с Земли, участвующей в нескольких неравномерных вращениях, то экспериментально определить периоды обращений непросто, больше того, они будут непостоянными.