ኢ.ኤስ.፣
, የማዘጋጃ ቤት ትምህርት ተቋም ሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤት ቁጥር 16 ከ UIOP, Lysva, Perm ክልል ጋር.

የኳንተም ፊዚክስ መወለድ

የሁሉንም ነገር መጀመሪያ ፈልግ, እና ብዙ ትረዳለህ!
Kozma Prutkov

የትምህርቱ ትምህርታዊ ዓላማ፡-የቁስን የመለየት ፅንሰ-ሀሳብ ያስተዋውቁ፣ የቁመት-ማዕበል ምንታዌነት ጽንሰ-ሀሳብን ይቅረጹ፣ የፕላንክን ቀመሮች እና የዲ ብሮግሊ የሞገድ ርዝመትን ማስተዋወቅ።

የትምህርቱ የእድገት ዓላማ፡-አመክንዮአዊ አስተሳሰብን ማዳበር ፣ ሁኔታዎችን የማነፃፀር እና የመተንተን ችሎታ እና የዲሲፕሊን ግንኙነቶችን ማየት።

የትምህርቱ ትምህርታዊ ዓላማ፡-ዲያሌክቲክ-ቁሳዊ አስተሳሰብን ለመፍጠር።

ፊዚክስ እንደ ሳይንስ ሁለንተናዊ የሰው እሴቶች እና ትልቅ የሰብአዊ አቅም አለው። በጥናቱ ወቅት, መሰረታዊ ሳይንሳዊ ዘዴዎች ይገለጣሉ (ሳይንሳዊ ሙከራ, ሞዴሊንግ, የአስተሳሰብ ሙከራ, የሳይንሳዊ ጽንሰ-ሐሳብ መፍጠር እና መዋቅር). የዓለማችን ዘላለማዊነት እና የማያቋርጥ ለውጥ ለመረዳት ተማሪዎች ዓለምን በፊዚክስ ሊቃውንት እይታ እንዲመለከቱ እድል ሊሰጣቸው ይገባል - ብዙ ግዙፍ እና ቀላል የማይባል ፣ በጣም ፈጣን እና ያልተለመደ ቀርፋፋ የሆነች ዓለም። , ቀላል እና ለመረዳት የሚያስቸግር - ጥልቅ እርካታን የሚያስገኝ የሰው ልጅ የማያቋርጥ የእውቀት ፍላጎት እንዲሰማው ፣ ከ “ሳይንሳዊ ጥርጣሬዎች” ጥልቅ ተሞክሮ ምሳሌዎች ጋር ለመተዋወቅ እና ውበትን ፣ አጭር እና ግልጽነትን ለመፈለግ በማይታወቅ መንገድ ላይ ደፋር እንቅስቃሴ .

አይ. መምህር።ኦፕቲክስ ማጥናት ስንጀምር “ብርሃን ምንድን ነው?” የሚለውን ጥያቄ ጠየቅኩ። አሁን እንዴት ትመልሳለህ? ሃሳብዎን በአንድ ዓረፍተ ነገር ውስጥ ለመቅረጽ ይሞክሩ. "ብርሃን ነው..." በሚሉት ቃላት ጀምር ከኤፍ.አይ. ታይትቼቭ የሚከተለው መስመር አለው፡ “እንደገና በስግብግብ አይኖች // ሕይወት ሰጪውን ብርሃን እጠጣለሁ። እባኮትን ከፊዚክስ እይታ አንጻር በእነዚህ መስመሮች ላይ አስተያየት ለመስጠት ይሞክሩ። በግጥም - ከሆሜር እስከ ዛሬ - በብርሃን የተፈጠሩ ስሜቶች ሁልጊዜ ልዩ ቦታ ተሰጥተዋል. ብዙ ጊዜ ገጣሚዎች ብርሃንን እንደ ልዩ አንጸባራቂ፣ አንጸባራቂ ፈሳሽ አድርገው ይመለከቱታል።

ስለ ብርሃን የዛሬው ውይይት የተሟላ እንዲሆን የኤስ.አይ. ቫቪሎቫ፡- “በመጨረሻው ድል የማያበቃው ቀጣይነት ያለው፣ አሸናፊው የእውነት ጦርነት፣ ቢሆንም፣ የማያከራክር ማረጋገጫ አለው። የሰው ልጅ የብርሃንን ተፈጥሮ ለመረዳት በሚያስችል መንገድ ላይ ማይክሮስኮፖችን፣ ቴሌስኮፖችን፣ ክልል ፈላጊዎችን፣ ራዲዮዎችን እና ኤክስሬይዎችን ተቀበለ። ይህ ምርምር የአቶሚክ ኒውክሊየስን ኃይል ለመቆጣጠር ረድቷል. እውነትን በመፈለግ የሰው ልጅ በተፈጥሮ የተካነበትን አካባቢ ያለ ገደብ ያሰፋል። ይህ የሳይንስ እውነተኛ ተግባር አይደለም? (የእኔ አጽንዖት) - አ. ህ.)»

II. መምህር።ፊዚክስን በማጥናት ሂደት ከብዙ ንድፈ ሃሳቦች ጋር መተዋወቅ ጀመርን ለምሳሌ MCT፣ቴርሞዳይናሚክስ፣ማክስዌል የኤሌክትሮማግኔቲክ ፊልድ ቲዎሪ እና ሌሎችም ዛሬ የሞገድ ኦፕቲክስ ጥናትን እያጠናቀቅን ነው። የርዕሱን ጥናት ማጠቃለል እና ምናልባትም “ብርሃን ምንድን ነው?” በሚለው ጥያቄ ላይ የመጨረሻውን ነጥብ ማስቀመጥ አለብን። ተፈጥሮን በመረዳት ሂደት ውስጥ የንድፈ ሀሳብን ሚና ለማሳየት ከሞገድ ኦፕቲክስ ምሳሌዎችን መጠቀም ይችላሉ?

እናስታውስ የንድፈ ሃሳቡ ጠቀሜታ አንድ ሰው ብዙ ክስተቶችን እንዲያብራራ በሚያስችለው እውነታ ላይ ብቻ ሳይሆን አዲስ, ገና ያልታወቁ አካላዊ ክስተቶችን, የአካል እና የስርዓተ-ጥለት ባህሪያትን ለመተንበይ ያስችላል. ስለዚህም የማዕበል ንድፈ ሐሳብ የመጠላለፍ፣ የመከፋፈል፣ የፖላራይዜሽን፣ የንፀባረቅ፣ የብርሃን ስርጭት ክስተቶችን በማብራራት “በብዕር ጫፍ ላይ መገኘት” - ትንበያ። እ.ኤ.አ. በ 1815 አንድ ያልታወቀ ጡረታ የወጣ መሐንዲስ አውጉስቲን ፍሬስኔል የዲፍራክሽን ክስተትን ለፓሪስ የሳይንስ አካዳሚ የሚያብራራ ወረቀት አቅርቧል። የሥራው ትንተና ለታዋቂ ሳይንቲስቶች - የፊዚክስ ሊቅ ዲ.አራጎ እና የሂሳብ ሊቅ ኤስ. ፖይሰን በአደራ ተሰጥቶታል. ፖይሰን ይህንን ስራ በስሜታዊነት በማንበብ በፍሬስኔል መደምደሚያ ላይ ግልጽ ያልሆነ ብልግናን አገኘ-ትንሽ ክብ ኢላማ በብርሃን ጅረት ውስጥ ከተቀመጠ በጥላው መሃል ላይ የብርሃን ቦታ መታየት አለበት! ቀጥሎ ምን ሆነ መሰላችሁ? ከጥቂት ቀናት በኋላ አራጎ ሙከራ አድርጎ ፍሬስኔል ትክክል መሆኑን አወቀ! ስለዚህ 19ኛው ክፍለ ዘመን የሞገድ ኦፕቲክስ የድል ዘመን ነው።

ብርሃን ምንድን ነው? ብርሃን ኤሌክትሮማግኔቲክ ተሻጋሪ ሞገድ ነው።

ከብርሃን እና ከኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች ተፈጥሮ ጋር የተዛመደ ትልቅ የፊዚክስ ክፍል ጥናትን በማጠናቀቅ የፈተናውን ሥራ "ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች" በተናጥል ለማጠናቀቅ ሀሳብ አቀርባለሁ (አባሪ 1 ይመልከቱ)። አፈፃፀምን ፊት ለፊት እንፈትሻለን.

III. መምህር።የለንደን ጋዜጦች በ1900 ዋዜማ ላይ እንዲህ ሲሉ ጽፈው ነበር:- “የለንደን ጎዳናዎች ከደማቅ ዘይት ጎድጓዳ ሳህኖች ይልቅ በደማቅ አምፖሎች በተሠሩ የበዓላት መብራቶች ሲበራ ታክሲዎች እርስ በእርሳቸው በፍሊት ጎዳና ላይ ወዳለው ጥንታዊ ሕንፃ ይጓዙ ነበር። የተከበሩ ጌቶች ካባ ለብሰው ወደ አዳራሹ ወደ አዳራሹ ገቡ። ከዚያም የለንደን ሮያል ሶሳይቲ አባላት ለቀጣዩ ስብሰባቸው ተሰበሰቡ። ረጅም፣ ግራጫ ጸጉር ያለው፣ ወፍራም ጢም ያለው፣ ሰር ዊልያም ቶምሰን (በፊዚክስ ዘርፍ ስላደረጋቸው ስኬቶች ታውቃለህ? - አ. ህ.ከስምንት ዓመታት በፊት ከንግስት ቪክቶሪያ እጅ የአቻ እና የጌታ ኬልቪን ማዕረግ ተሰጥቷል (ይህ ስም ለእርስዎ የተለመደ ነው? - አ. ህ.) እና አሁን የህብረተሰቡ ፕሬዝዳንት የአዲስ አመት ንግግሩን ጀመረ። የ19ኛው ክፍለ ዘመን ታላቁ የፊዚክስ ሊቅ ባለፈው ምዕተ-አመት የተገኙ ስኬቶችን በመጥቀስ የእነዚያን መልካም ጠቀሜታ ዘርዝሯል።

የተሰበሰቡትም አንገታቸውን በመነቅነቅ በማጽደቅ። ልከኛ ለመሆን ጥሩ ሥራ ሠርተዋል። እናም ሰር ዊልያም ታላቁ የፊዚክስ ህንፃ ተገንብቷል፣ ትንሽ የማጠናቀቂያ ስራዎች ብቻ እንደቀሩ ሲናገሩ ትክክል ነበር።

እውነት ነው (ጌታ ኬልቪን ንግግሩን ለአፍታ አቋርጦታል)፣ ደመና በሌለው የፊዚክስ አድማስ ውስጥ ሁለት ትናንሽ ደመናዎች፣ ሁለት ችግሮች ከክላሲካል ፊዚክስ አንፃር እስካሁን ማብራሪያ ያላገኙ... ግን እነዚህ ክስተቶች ጊዜያዊ እና ጊዜያዊ ናቸው። ከፍ ያለ ጀርባ ባላቸው ጥንታዊ ወንበሮች ላይ በእርጋታ ተቀምጠዋል ፣ ጨዋዎቹ ፈገግ አሉ። የምንናገረውን ሁሉም ሰው ያውቅ ነበር፡-

1) ክላሲካል ፊዚክስ ሚሼልሰን ሙከራዎችን ማብራራት አልቻለም, ይህም የምድር እንቅስቃሴ በብርሃን ፍጥነት ላይ ያለውን ተጽእኖ አይወስንም. በሁሉም የማጣቀሻ ስርዓቶች (በመንቀሳቀስም ሆነ በእረፍት ከምድር አንጻር) የብርሃን ፍጥነት ተመሳሳይ ነው - 300,000 ኪ.ሜ.;

2) ክላሲካል ፊዚክስ በሙከራ የተገኘውን የጥቁር አካል ጨረር ግራፍ ማብራራት አልቻለም።

ሰር ዊሊያም በቅርቡ ከእነዚህ ደመናዎች ምን አይነት መብረቅ እንደሚመታ እንኳን መገመት አልቻለም! ወደ ፊት እያየሁ እላለሁ-የመጀመሪያው ችግር መፍትሔው ስለ ቦታ እና ጊዜ የጥንታዊ ሀሳቦችን መከለስ ፣ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ መፍጠር ፣ ለሁለተኛው ችግር መፍትሄ አዲስ ንድፈ ሀሳብ መፍጠርን ያስከትላል ። - ኳንተም. በዛሬው ትምህርት የሚብራራው ለሁለተኛው ችግር መፍትሄው ይህ ነው!

IV. (ተማሪዎች በማስታወሻ ደብተራቸው ላይ፡ ቀን ትምህርት ቁጥር፡ የትምህርት ርዕስ፡ “የኳንተም ፊዚክስ አመጣጥ።) በ19ኛው እና በ20ኛው ክፍለ ዘመን መባቻ ላይ። በፊዚክስ ውስጥ አስቸኳይ መፍትሄ የሚያስፈልገው ችግር ተፈጠረ፡ የፍፁም ጥቁር አካል የጨረር ግራፍ ንድፈ ሃሳባዊ ማብራሪያ። ፍጹም ጥቁር አካል ምንድን ነው? ( የተማሪዎች መላምቶች። የቪዲዮ ቅንጥብ ማሳያ "የሙቀት ጨረር" .)

መምህር።ጻፍ፡- “ፍፁም ጥቁር አካል ሁሉንም የአደጋውን የጨረር ፍሰት፣ የማንኛውም የሞገድ ርዝመት (የማንኛውም ድግግሞሽ) የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን ያለምንም ነጸብራቅ መውሰድ የሚችል አካል ነው።

ነገር ግን ፍጹም ጥቁር አካላት አንድ ተጨማሪ ባህሪ አላቸው. ጥቁር ቆዳ ያላቸው ሰዎች ለምን በኢኳቶሪያል ግዛቶች እንደሚኖሩ አስታውስ? "ጥቁር አካላት፣ ቢሞቁ፣ ከማንኛውም አካል በበለጠ ያበራሉ፣ ማለትም በሁሉም የፍሪኩዌንሲ ክልሎች ሀይል ያመነጫሉ" ይህንን በማስታወሻ ደብተሮችዎ ውስጥ ይፃፉ።

ሳይንቲስቶች ሙሉ በሙሉ ጥቁር አካል ያለውን የጨረር ስፔክትረም በሙከራ ወስነዋል። ( ግራፍ ይሳሉ።) አርν - የብርሀንነት ስፔክትራል ጥግግት - የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች ኃይል በአንድ ጊዜ ከአንድ የሰውነት ወለል አካባቢ በአንድ ክፍል ድግግሞሽ ክፍተት ν ውስጥ የሚለቀቀው። የማክስዌል ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ንድፈ ሃሳብ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች መኖሩን ተንብዮ ነበር, ነገር ግን በዚህ ንድፈ ሃሳብ ላይ የተገነባው የንድፈ ጥቁር አካል የጨረር ጥምዝ በከፍተኛ ድግግሞሽ ክልል ውስጥ ካለው የሙከራ ኩርባ ጋር ልዩነት ነበረው. የዚያን ጊዜ ምርጥ አእምሮዎች በችግሩ ላይ ሠርተዋል-እንግሊዛዊው ጌታ ሬይሊ እና ጄ ጂንስ ፣ ጀርመኖች ፒ. ኪርቾፍ እና ቪ.ቪን ፣ የሞስኮ ፕሮፌሰር V.A. ሚኬልሰን ምንም አልሰራም!

አሁን ካለው ሁኔታ መውጫ መንገድ አቅርብ። የንድፈ ሃሳቡ ኩርባ ከሙከራው ይለያል። እንዴት መሆን እና ምን ማድረግ? ( ተማሪዎች መላምቶችን ይገልጻሉ: ሙከራዎችን በጥንቃቄ ያካሂዳሉ - አደረጉ, ውጤቱ አንድ ነው; ጽንሰ-ሐሳቡን ይቀይሩ - ግን ይህ ጥፋት ነው ፣ በሺዎች ለሚቆጠሩ ዓመታት የተፈጠረው የጥንታዊ ፊዚክስ አጠቃላይ መሠረት ወድቋል!) በፊዚክስ ውስጥ የተፈጠረው ሁኔታ ተጠርቷል አልትራቫዮሌት አደጋ.

ጻፍ: - “የጥንታዊ ፊዚክስ ዘዴዎች በከፍተኛ ድግግሞሽ ክልል ውስጥ ሙሉ በሙሉ ጥቁር አካል ያለውን ጨረር ለማብራራት በቂ አልነበሩም - “የአልትራቫዮሌት ጥፋት” ነበር።

ይህ ቀውስ ለምን እንደተሰየመ ማን መገመት ይችላል። የአልትራቫዮሌት አደጋ ፣እና ኢንፍራሬድ ወይም ቫዮሌት አይደለም? በፊዚክስ ውስጥ ቀውስ ተፈጥሯል! የግሪክ ቃል κρίση [ ቀውስ] ከአንዱ የተረጋጋ ሁኔታ ወደ ሌላ አስቸጋሪ ሽግግርን ያመለክታሉ። ችግሩ መፈታት ነበረበት, እና በአስቸኳይ መፈታት ነበረበት!

ቪ.መምህር።እናም እ.ኤ.አ. ጥቅምት 19 ቀን 1900 በፊዚካል ሶሳይቲ ስብሰባ ላይ ጀርመናዊው ሳይንቲስት ኤም ፕላንክ ቀመሩን በመጠቀም ፍፁም ጥቁር አካል ያለውን ጨረር ለማስላት ሀሳብ አቅርበዋል ። ኢ = ሸν. የፕላንክ ጓደኛ እና የስራ ባልደረባው ሃይንሪች ሩበንስ ሌሊቱን ሙሉ ጠረጴዛው ላይ ተቀምጠው መለኪያውን በፕላንክ ቀመር ከተሰጡት ውጤቶች ጋር በማነፃፀር ተገረሙ፡ የጓደኛው ፎርሙላ የጨረራውን ፍፁም ጥቁር አካል በትንሹ በዝርዝር ገለፀ! ስለዚህ, የፕላንክ ቀመር "አልትራቫዮሌት ጥፋት" አስወግዶታል, ግን ምን ያህል ወጪ ነው! ፕላንክ የጨረር ሃይል በቁስ አተሞች የሚለቀቀው በትክክል እንደሚከሰት፣ ማለትም በከፊል፣ ኳንታ መሆኑን፣ ከተመሰረቱ አመለካከቶች በተቃራኒ፣ "ኳንተም" ( ብዛት) ከላቲን የተተረጎመ በቀላሉ ማለት ነው። ብዛት .

“የተለየ” ማለት ምን ማለት ነው? የአስተሳሰብ ሙከራን እናድርግ። በእጆችዎ ውስጥ ውሃ የተሞላ ማሰሮ እንዳለዎት ያስቡ። ግማሹን መጣል ይቻላል? ሲፕ መውሰድስ? እና እንዲያውም ያነሰ? በመርህ ደረጃ, በዘፈቀደ አነስተኛ መጠን የውሃውን ብዛት መቀነስ ወይም መጨመር ይቻላል. አሁን በእያንዳንዱ 100 ግራም የልጆች ኩብ ሳጥን በእጃችን እንዳለን እናስብ. ለምሳሌ 370 ግራም መቀነስ ይቻላል? አይ! ኩቦችን መስበር አይችሉም! ስለዚህ, የሳጥኑ ብዛት በትክክል ሊለወጥ ይችላል, በ 100 ግራም ብዜቶች ውስጥ ብቻ! የሳጥኑ ብዛት መቀየር የሚቻልበት ትንሹ መጠን ሊጠራ ይችላል ክፍል ፣ወይም የጅምላ ብዛት.

ስለዚህ፣ ከተሞቀው ጥቁር አካል የማያቋርጥ የኃይል ፍሰት ወደ “የማሽን ጠመንጃ ፍንዳታ” ወደ ተለያዩ ክፍሎች ተለወጠ - የኢነርጂ ኩንታ። ምንም የተለየ ነገር አይመስልም. ግን በእውነቱ ፣ ይህ ማለት በጥሩ ሁኔታ የተገነባውን የጥንታዊ ፊዚክስ ሕንፃ መጥፋት ማለት ነው ፣ ምክንያቱም ፕላንክ በተከታታይነት መርህ ላይ ከተገነቡት መሰረታዊ ህጎች ይልቅ የማስተዋልን መርህ አቅርቧል። ፕላንክ ራሱ የማስተዋልን ሀሳብ አልወደደም። ንድፈ ሃሳቡ ሙሉ በሙሉ በክላሲካል ፊዚክስ ማዕቀፍ ውስጥ እንዲገባ ለማድረግ ፈልጎ ነበር።

ግን በተቃራኒው ከጥንታዊ ሀሳቦች ወሰን በላይ በቆራጥነት የሄደ ሰው ነበር። ይህ ሰው አ.አንስታይን ነበር። የአንስታይን አመለካከቶች አብዮታዊ ተፈጥሮ እንዲረዱ ፣ እኔ የምለው ፣ የፕላንክን ሀሳብ በመጠቀም ፣ የሌዘር ፅንሰ-ሀሳብ (ኳንተም ጀነሬተሮች) እና የአቶሚክ ኢነርጂ አጠቃቀምን መርህ መሠረት ጥሏል ።

የአካዳሚክ ሊቅ ኤስ.አይ. ቫቪሎቭ ለረጅም ጊዜ ብርሃንን እንደ የኳንታ ንጥረ ነገር ሀሳቡን መጠቀም አልቻለም ፣ ግን የዚህ መላምት አድናቂ እና አልፎ ተርፎም ኳታንን ለመመልከት የሚያስችል መንገድ ፈጠረ። ዓይን በ 52 ኩንታል አረንጓዴ ብርሃን የተፈጠረውን ብርሃን መለየት እንደሚችል አስላ።

ስለዚህ ፣ እንደ ፕላንክ ፣ ብርሃን… የተማሪ መግለጫዎች).

VI. መምህር።የፕላንክ መላምት አስቀድሞ ስለ ብርሃን ተፈጥሮ ያለውን መላምት አያስታውስዎትም? ሰር አይዛክ ኒውተን ብርሃንን እንደ ጥቃቅን ቅንጣቶች - አስከሬን እንደያዘ እንዲቆጠር ሐሳብ አቀረበ። ማንኛውም ብርሃን ያለው አካል በሁሉም አቅጣጫዎች ይለቃቸዋል. እነሱ በቀጥታ መስመር ይበርራሉ እና ዓይኖቻችንን ቢመቱ ምንጫቸውን እናያለን. እያንዳንዱ ቀለም ከራሱ አስከሬን ጋር ይዛመዳል እና ይለያያሉ, ምናልባትም, የተለያዩ ስብስቦች አሏቸው. የአስከሬን ጥምር ፍሰት ነጭ ብርሃን ይፈጥራል.

በሰር አይዛክ ኒውተን ዘመን ፊዚክስ የተፈጥሮ ፍልስፍና ይባል ነበር። ለምን? አንብብ (አባሪ 2 ን ይመልከቱ) ከዲያሌክቲክ መሠረታዊ ህጎች ውስጥ አንዱን - የንግግሮችን መቃወም ህግ. በብርሃን ተፈጥሮ ጥያቄ ላይ ተግባራዊ ለማድረግ ይሞክሩ. ( የተማሪዎች አመክንዮ።)

ስለዚህ፣ በኤም ፕላንክ መላምት መሰረት፣ ብርሃን የእያንዳንዳቸው ሃይል ያላቸው ቅንጣቶች፣ ኮርፐስክለሎች፣ ኳንታዎች ፍሰት ነው። ኢ = ሸν. እባክዎ ይህንን ቀመር ይተንትኑ፡ ν ምንድን ነው? ምን ሆነ ሸ (ከተማሪዎቹ አንዱ ይህ በፕላንክ የተሰየመ አንድ ዓይነት ቋሚ መሆኑን በእርግጠኝነት ይጠቁማል)? የፕላንክ ቋሚ አሃድ ምንድን ነው? የቋሚው ዋጋ ምን ያህል ነው ( ከአካላዊ ቋሚዎች ሰንጠረዥ ጋር መሥራት)? የፕላንክ ቋሚ ስም ማን ይባላል? የፕላንክ ቋሚ አካላዊ ትርጉም ምንድን ነው?

የፕላንክን ቀመር ውበት ለማድነቅ ወደ ችግሮች... ባዮሎጂ እንሸጋገር። ተማሪዎችን ከባዮሎጂ መስክ ጥያቄዎችን እንዲመልሱ እጋብዛለሁ (አባሪ 3)።

የእይታ ዘዴ.በራዕይ በኩል ስለ አለም መረጃ 90% ያህል እንቀበላለን። ስለዚህ, የእይታ ዘዴው ጥያቄ ሁልጊዜ ፍላጎት ያላቸው ሰዎች አሉት. ለምንድነው የሰው አይን እና አብዛኛዎቹ የምድር ነዋሪዎች በተፈጥሮ ውስጥ ካሉ የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች ስፔክትረም ውስጥ ትንሽ ማዕበልን የሚገነዘቡት? አንድ ሰው የኢንፍራሬድ ራዕይ ለምሳሌ እንደ ጉድጓድ እባቦች ቢኖረውስ?

በሌሊት እኛ እንደ ቀን ፣ ሁሉም ኦርጋኒክ አካላት እናያለን ፣ ምክንያቱም የሙቀት መጠኑ ግዑዝ አካላት ካለው የሙቀት መጠን ስለሚለይ። ነገር ግን ለእኛ በጣም ኃይለኛው የእንደዚህ አይነት ጨረሮች ምንጭ የራሳችን አካል ይሆናል. አይን ለኢንፍራሬድ ጨረሮች ስሜታዊ ከሆነ፣ የፀሃይ ብርሃን በራሱ ጨረራ ዳራ ላይ በቀላሉ ይጠፋል። ምንም ነገር አናይም አይኖቻችን ከንቱ ይሆናሉ።

ለምን ዓይኖቻችን ለኢንፍራሬድ ብርሃን ምላሽ አይሰጡም? ቀመሩን በመጠቀም የኢንፍራሬድ እና የሚታየውን ብርሃን የኳንታ ኃይል እናሰላ።

የ IR quanta ኃይል ከሚታየው የብርሃን ኩንታ ኃይል ያነሰ ነው። ከአንድ ኳንተም አቅም በላይ የሆነ ድርጊትን ለመፍጠር በርካታ ኩንታዎች “መሰባሰብ” አይችሉም - በማይክሮ አለም ውስጥ በኩንተም እና በአንድ ቅንጣት መካከል የአንድ ለአንድ መስተጋብር አለ። ከኢንፍራሬድ ብርሃን የበለጠ ኃይል ያለው የሚታየው ብርሃን ኳንተም ብቻ በሮዶፕሲን ሞለኪውል ውስጥ ማለትም የሬቲን ዘንግ ምላሽ ሊሰጥ ይችላል። የሚታየው የብርሃን ኳንተም በሬቲና ላይ የሚያሳድረው ተጽእኖ የቴኒስ ኳስ ከተንቀሳቀሰ... ባለ ብዙ ፎቅ ሕንፃ ተጽእኖ ጋር ሊመሳሰል ይችላል። (የሬቲና ስሜታዊነት በጣም ከፍተኛ ነው!)

ለምንድነው ዓይን ለአልትራቫዮሌት ጨረር ምላሽ የማይሰጠው? የአልትራቫዮሌት ጨረር እንዲሁ በአይን የማይታይ ነው፣ ምንም እንኳን የ UV quanta ሃይል ከሚታየው የብርሃን ኳንታ በጣም የላቀ ቢሆንም። ሬቲና ለ UV ጨረሮች ስሜታዊ ነው, ነገር ግን በሌንስ ተውጠዋል, አለበለዚያ ግን አጥፊ ውጤት ይኖራቸዋል.

በዝግመተ ለውጥ ሂደት ውስጥ ፣ ህይወት ያላቸው ፍጥረታት አይኖች የጨረርን ኃይል በምድር ላይ ካሉት በጣም ኃይለኛ ምንጮች - ከፀሐይ - እና በትክክል እነዚያን ሞገዶች በመሬት ላይ ያለውን የፀሐይ ጨረር ክስተት ከፍተኛውን ኃይል ለመገንዘብ ተስማምተዋል።

ፎቶሲንተሲስበአረንጓዴ ተክሎች ውስጥ ሁሉም ህይወት ያላቸው ነገሮች ለመተንፈስ እና ለምግብ ኦክሲጅን የሚያገኙበት ሂደት ለአንድ ሰከንድ አይቆምም. ይህ ፎቶሲንተሲስ ነው። ቅጠሉ በሴሎች ውስጥ ክሎሮፊል በመኖሩ ምክንያት አረንጓዴ ቀለም አለው. የፎቶሲንተሲስ ምላሾች በጨረር ተጽእኖ በቀይ-ቫዮሌት ክፍል ውስጥ ይከሰታሉ, እና ከአረንጓዴው ክፍል ጋር የሚዛመዱ ድግግሞሽ ያላቸው ሞገዶች ይንፀባርቃሉ, ስለዚህ ቅጠሎቹ አረንጓዴ ቀለም አላቸው.

የክሎሮፊል ሞለኪውሎች የብርሃን ኃይልን ወደ ኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች ኃይል ለመለወጥ ልዩ ሂደት "ተጠያቂዎች" ናቸው. በክሎሮፊል ሞለኪውል የኳንተም ብርሃን በመምጠጥ ይጀምራል። የብርሃን ኳንተም መምጠጥ የፎቶሲንተሲስ ኬሚካላዊ ግብረመልሶችን ያስከትላል ይህም ብዙ ክፍሎችን ያካትታል.

ቀኑን ሙሉ፣ ክሎሮፊል ሞለኪውሎች ኳንተም ከተቀበሉ በኋላ ኃይሉን ተጠቅመው ወደ ኤሌክትሮን እምቅ ኃይል በመቀየር “የተጠመዱ ናቸው”። ድርጊታቸው ኳሱን ወደ ደረጃ መውጣት ከሚያስችለው አሰራር ጋር ሊመሳሰል ይችላል። ደረጃዎቹን በማንከባለል ኳሱ ጉልበቱን ያጣል, ነገር ግን አይጠፋም, ነገር ግን በፎቶሲንተሲስ ጊዜ ወደ ተፈጠሩ ንጥረ ነገሮች ውስጣዊ ጉልበት ይለወጣል.

የክሎሮፊል ሞለኪውሎች "የሚሠሩት" በቀን ብርሃን ብቻ ነው, የሚታየው ብርሃን ሲነካቸው. ምንም እንኳን የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች እጥረት ባይኖርም ምሽት ላይ "ያርፋሉ": ምድር እና ተክሎች የኢንፍራሬድ ብርሃን ያመነጫሉ, ነገር ግን በዚህ ክልል ውስጥ ያለው የኳንታ ኃይል ለፎቶሲንተሲስ ከሚያስፈልገው ያነሰ ነው. በዝግመተ ለውጥ ሂደት ውስጥ ተክሎች በምድር ላይ በጣም ኃይለኛ የሆነውን የኃይል ምንጭ - ፀሐይን ለማከማቸት ተስተካክለዋል.

የዘር ውርስ።(ተማሪዎች ከአባሪ 3፣ “የዘር ውርስ” ካርድ ከ1-3 ያሉትን ጥያቄዎች ይመልሳሉ።). የኦርጋኒክ ውርስ ባህሪያት በዲኤንኤ ሞለኪውሎች ውስጥ የተቀመጡ እና ከትውልድ ወደ ትውልድ በማትሪክስ መንገድ ይተላለፋሉ. ሚውቴሽን እንዴት እንደሚፈጠር? የሚውቴሽን ሂደት የሚከሰተው በምን ጨረር ተጽዕኖ ነው?

ነጠላ ሚውቴሽን ለመፍጠር የዲኤንኤ ዘረ-መል (ጅን) የተወሰነ ክፍልን ለመለወጥ በቂ የሆነ የዲ ኤን ኤ ሞለኪውል ኃይልን መስጠት አስፈላጊ ነው. γ-quanta እና X-rays ባዮሎጂስቶች እንዳስቀመጡት ይታወቃል። በጣም ሚውቴጅኒክ- የእነሱ ኳንታ የዲኤንኤውን ክፍል አወቃቀር ለመለወጥ በቂ ኃይል ይይዛል። IR ጨረሮች፣ እና እንደሚታየው፣ እንዲህ ዓይነቱ ድርጊት “የማይችል” ነው፤ ድግግሞሾቻቸው እና ስለዚህ ጉልበት በጣም ዝቅተኛ ነው። አሁን የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ሃይል በከፊል ሳይሆን ያለማቋረጥ የሚዋጥ ከሆነ እነዚህ ጨረሮች በዲ ኤን ኤ ላይ ተጽዕኖ ሊያሳርፉ ይችሉ ነበር ፣ ምክንያቱም ከመራቢያ ህዋሶች ጋር በተያያዘ ፣ ኦርጋኒክ እራሱ በጣም ቅርብ እና በጣም ኃይለኛ ፣ ያለማቋረጥ የሚሰራ ምንጭ ነው ። ጨረር.

በ 30 ዎቹ መጀመሪያ. XX ክፍለ ዘመን ለኳንተም ሜካኒክስ ስኬቶች ምስጋና ይግባውና የፊዚክስ ሊቃውንት እንዲህ ዓይነት ኃይል ስለነበራቸው ወደ ሕይወት ዞሩ። በጄኔቲክስ ውስጥ ብዙ ተመሳሳይነቶች ነበሩ. ባዮሎጂስቶች ከአንዱ ግዛት ወደ ሌላ ግዛት የሚሸጋገር ልዩ የማይነጣጠል ቅንጣት - ጂን - አግኝተዋል። በጂኖች ውቅር ላይ የተደረጉ ለውጦች ከክሮሞሶምች ለውጦች ጋር የተቆራኙ ናቸው, ይህም ሚውቴሽንን ያስከትላል, እና ይህ በኳንተም ጽንሰ-ሐሳቦች ላይ ማብራራት የሚቻል ሆኖ ተገኝቷል. በሞለኪውላር ባዮሎጂ መሥራቾች መካከል አንዱ በባክቴሪያ እና በባክቴሪያ ውስጥ በሚውቴሽን ሂደት ላይ ምርምር ለማድረግ የኖቤል ሽልማትን የተቀበለው ጀርመናዊው የቲዎሬቲካል የፊዚክስ ሊቅ ኤም ዴልብሩክ ነው። በ1944 የፊዚክስ ሊቅ ኢ.ሽሮዲንገር “ሕይወት ምንድን ነው?” የሚል አጭር መጽሐፍ ታትሟል። ስለ ጄኔቲክስ መሰረታዊ ነገሮች ግልጽ እና አጭር መግለጫ ሰጥቷል እና በጄኔቲክስ እና በኳንተም መካኒኮች መካከል ያለውን ግንኙነት ገልጧል. መጽሐፉ የፊዚክስ ሊቃውንት በጂን ላይ ለሚያደርሱት ጥቃት አበረታች ነበር። አሜሪካዊው የፊዚክስ ሊቃውንት ጄ. ዋትሰን፣ ኤፍ. ክሪክ፣ ኤም. ዊልኪንስ ለሠሩት ሥራ ምስጋና ይግባውና የሥነ ሕይወት ተመራማሪዎች በጣም መሠረታዊ የሆነው “ሕያው” ሞለኪውል ዲ ኤን ኤ “እንደተሠራ” ተምረዋል። የኤክስሬይ ዲፍራክሽን ትንተና ለማየት አስችሎታል።

VII. መምህር።ወደ ጥያቄው እመለሳለሁ፡ ብርሃን ምንድን ነው? ( የተማሪ መልሶች.) ፊዚክስ ወደ ኒውቶኒያን የብርሃን ቅንጣት - አስከሬን - የብርሃንን ሀሳብ እንደ ማዕበል በመቃወም ተመለሰ? አይ! የብርሃን ሞገድ ንድፈ-ሐሳብ ሙሉውን ቅርስ ለማቋረጥ የማይቻል ነው! ከሁሉም በላይ, ልዩነት, ጣልቃገብነት እና ሌሎች በርካታ ክስተቶች ለረጅም ጊዜ ይታወቃሉ, ይህም ብርሃን ሞገድ መሆኑን በሙከራ ያረጋግጣሉ. ምን ማድረግ ነው የሚገባኝ? ( የተማሪዎች መላምቶች።)

አንድ ነገር ብቻ ነው የቀረው፡ እንደምንም ሞገዶችን ከቅንጣዎች ጋር ለማጣመር። ብርሃን የሞገድ ባህሪያትን የሚያሳይበት አንድ የክስተቶች ክበብ እንዳለ ይወቁ፣ እና የብርሃን ኮርፐስኩላር ማንነት የሚቀድምበት ሌላ ክብ አለ። በሌላ አነጋገር - ይፃፉ! - ብርሃን አለው የኳንተም ሞገድ ሁለትነት! ይህ የብርሃን ድርብ ተፈጥሮ ነው። ለፊዚክስ ሊቃውንት ሁለት እስከ አሁን የማይጣጣሙ ሃሳቦችን ወደ አንድ ማጣመር በጣም ከባድ ነበር። ቅንጣት ጠንካራ፣ የማይለወጥ፣ የተወሰነ መጠን ያለው፣ በቦታ የተገደበ ነገር ነው። ማዕበል ፈሳሽ፣ ያልተረጋጋ፣ ግልጽ ወሰን የሌለው ነገር ነው። ይብዛም ይነስም በግልፅ እነዚህ ሃሳቦች የተገናኙት የሞገድ ፓኬት ጽንሰ ሃሳብ በመጠቀም ነው። ይህ በሁለቱም ጫፎች ላይ "የተቆረጠ" እንደ ማዕበል ያለ ነገር ነው, ወይም ይልቁንስ, በአጠቃላይ በቦታ ውስጥ የሚጓዙ ሞገዶች ስብስብ ነው. ክሎቱ እንደገባበት አካባቢ ሊቀንስ ወይም ሊዘረጋ ይችላል። የሚበር ምንጭ ይመስላል።

ብርሃን ከአንድ መካከለኛ ወደ ሌላ ሲያልፍ የሞገድ ፓኬት ምን ባህሪይ ይለወጣል? ( የተማሪ መልሶች.)

እ.ኤ.አ. በ 1927 አሜሪካዊው የፊዚክስ ሊቅ ሉዊስ ይህንን የሞገድ ፓኬት ለመጥራት ሐሳብ አቀረበ ፎቶን(ከግሪክ φωτóς [phos, photos] - ) . ፎቶን ምንድን ነው? ( ተማሪዎች ከመማሪያ መጽሃፉ ጋር አብረው ይሠራሉ እና መደምደሚያዎችን ይሳሉ.)

መደምደሚያዎች.ፎቶን ነው፡ የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር ኳንተም፣ ጅምላ የሌለው ቅንጣት፣ እረፍት ላይ ያለ ፎቶን የለም፣ በብርሃን ፍጥነት በቫኩም ውስጥ የሚንቀሳቀስ ቅንጣት ሐ= 3 10 8 ሜ / ሰ አንድ ነጠላ ሙሉ እና የማይከፋፈል ነው, የፎቶን ክፍልፋይ ክፍል መኖር የማይቻል ነው; ጉልበት ያለው ቅንጣት ኢ = ሸν ፣ የት ሸ= 6.63 · 10 -34 ጄ · ሰ; ν የብርሃን ድግግሞሽ ነው፤ ሞመንተም ያለው ቅንጣት በኤሌክትሪክ ገለልተኛ ቅንጣት ነው።

ዓለም የተዋቀረችው ብርሃን ብዙውን ጊዜ የሞገድ ተፈጥሮን በሚያሳየን መንገድ ነው፣ ከቁስ ጋር ያለውን መስተጋብር እስክናስብ ድረስ። እና ቁስ አካል በፊታችን በኮርፐስኩላር መልክ ይታያል፣የኢንተርአቶሚክ ቦንዶችን ፣የማስተላለፊያ ሂደቶችን ፣የኤሌክትሪክ መከላከያን እና የመሳሰሉትን ምንነት ማጤን እስክንጀምር ድረስ።ነገር ግን በየቅጽበት ያለንበት ቦታ ምንም ይሁን ምን ማይክሮፓርቲክል ሁለቱም ባህሪያት አሉት።

የኳንተም ቲዎሪ እና በተለይም የኳንተም የብርሃን ንድፈ ሃሳብ የመፍጠር ሂደት ጥልቅ ዲያሌክቲካዊ ነው። የድሮ፣ የጥንታዊ መካኒኮች እና ኦፕቲክስ ሀሳቦች እና ምስሎች፣ በአዳዲስ ሀሳቦች የበለፀጉ፣ በፈጠራ በአካላዊ እውነታ ላይ የተተገበሩ፣ በመጨረሻም በመሠረታዊነት አዲስ የአካላዊ ፅንሰ-ሀሳብ ፈጠሩ።

የአካል ብቃት እንቅስቃሴ ያድርጉ: የአንድነት እና የተቃራኒዎች ትግል የፍልስፍና ህግን ያንብቡ እና ሁለት የብርሃን ፅንሰ-ሀሳቦችን በሚመለከት ድምዳሜ ይሳሉ-የብርሃን ሞገድ እና የኳንተም ንድፈ ሀሳቦች።

VIII መምህር።እ.ኤ.አ. በ 1924 ፈረንሳዊው የፊዚክስ ሊቅ ሉዊ ደ ብሮግሊ (የቀድሞ ወታደራዊ ራዲዮቴሌግራፍ ኦፕሬተር) በወቅቱ ለነበሩት ደፋር የፊዚክስ ሊቃውንት እንኳን ስለ አቶሚክ ቅንጣቶች እንቅስቃሴ ምንነት ሀሳቦችን ሙሉ በሙሉ አያዎአዊ ገለጻ አድርገዋል። ደ ብሮግሊ የኤሌክትሮኖች እና ሌሎች ቅንጣቶች ባህሪያት በመርህ ደረጃ ከኳንታ ባህሪያት ምንም ልዩነት እንደሌለው ጠቁመዋል! ከዚህ በመቀጠል ኤሌክትሮኖች እና ሌሎች ቅንጣቶች የማዕበል ባህሪያትን ማሳየት አለባቸው, ለምሳሌ የኤሌክትሮኖች ልዩነት መታየት አለበት. እና በእውነቱ በ 1927 እርስ በእርሳቸው ተለይተው በአሜሪካዊ የፊዚክስ ሊቃውንት ኬ-ጄ. Davisson እና L. Germer, የሶቪየት የፊዚክስ ሊቅ ፒ.ኤስ. ታርታኮቭስኪ እና እንግሊዛዊ የፊዚክስ ሊቅ ጄ.-ፒ. ቶምሰን የ de Broglie የሞገድ ርዝመቱ ቀመርን በመጠቀም ይሰላል፡-

የ de Broglie የሞገድ ርዝመትን ለማስላት ችግሮችን እንፍታ (አባሪ 4)።

ስሌቶች እንደሚያሳየው፣ በ 0.01 ፍጥነት በአቶም ውስጥ የሚንቀሳቀስ ቫልንስ ኤሌክትሮን ጋር, በ ionክ ክሪስታል ጥልፍልፍ ላይ እንደ ማዕበል ከ ~ 10 -10 ሜትር የሞገድ ርዝመት እና በ 500 ሜ / ሰ ፍጥነት የሚበር ጥይት የሞገድ ርዝመት ከ10 -34 ሜትር ያህል ነው ። እንደዚህ ያለ ትንሽ የሞገድ ርዝመት ሊመዘገብ አይችልም ። በማንኛውም መንገድ, እና ስለዚህ ጥይቱ እንደ እውነተኛ ቅንጣት ይሠራል.

ከሳይንስ ጅማሬ ጀምሮ የተካሄደው በቁስ አካል የመለየት እና የመቀጠል ሃሳቦች መካከል የተደረገው ትግል የሁለቱንም ሃሳቦች በማዋሃድ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ድርብ ባህሪያትን በማሳየት ተጠናቀቀ። የኤሌክትሮኖች ሞገድ ባህሪያትን መጠቀም የአጉሊ መነጽር ጥራትን በከፍተኛ ሁኔታ ለመጨመር አስችሏል. የኤሌክትሮን የሞገድ ርዝመት በፍጥነቱ ላይ የተመሰረተ ነው, እና ስለዚህ ኤሌክትሮኖችን በሚያፋጥነው ቮልቴጅ ላይ (ችግር 5 በአባሪ 4 ይመልከቱ). በአብዛኛዎቹ የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፖች የዲ ብሮግሊ ሞገድ ርዝመት ከብርሃን የሞገድ ርዝመት በመቶዎች በሚቆጠር ጊዜ ያነሰ ነው። እስከ ነጠላ ሞለኪውሎች ድረስ ትናንሽ ነገሮችን እንኳን ማየት ተቻለ።

የኳንተም ፊዚክስ ታላቁ ሕንፃ መሠረት የሆነው የማዕበል መካኒክ ተወለደ። ደ ብሮግሊ የጣልቃገብነት እና የብርሃን ልዩነት ፅንሰ-ሀሳብ መሰረት ጥሏል ፣ የፕላንክን ቀመር አዲስ አመጣጥ ሰጠ ፣ እና በእንክብሎች እንቅስቃሴ እና ከእነሱ ጋር በተያያዙ ሞገዶች መካከል ጥልቅ ግንኙነት አቋቋመ።

የትኛውንም ንድፈ ሐሳብ ስናጠና፣ ሁልጊዜ የዚህን ንድፈ ሐሳብ ተግባራዊነት ገደቦች እናስተውላለን። የኳንተም ቲዎሪ ተግባራዊነት ገደቦች ገና አልተቋቋሙም ፣ ነገር ግን ህጎቹ በትናንሽ የቦታ ክልሎች እና በከፍተኛ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች ውስጥ የሚገኙትን ጥቃቅን ቅንጣቶች እንቅስቃሴ ለመግለጽ ህጎች መተግበር አለባቸው ፣ የመለኪያ መሣሪያዎች የግለሰብ ኳንታን (ኃይልን) ለመመዝገብ በሚያስችልበት ጊዜ። ~ 10 -16 ጄ) ስለዚህ የቁስ እና የኤክስሬይ ጨረሮች መስተጋብርን ለመግለጽ የኳንታው ሃይል ከላይ ከተመሰረተው ገደብ የሚበልጥ ሁለት የክብደት መጠን ያለው ሲሆን የኳንተም ፊዚክስ ህግጋትን መተግበር እና ባህሪያቱን መግለጽ አስፈላጊ ነው። የሬዲዮ ሞገዶች ፣ የጥንታዊ ኤሌክትሮዳይናሚክስ ህጎች በጣም በቂ ናቸው። የኳንተም ቲዎሪ ዋናው "የመሞከሪያ ቦታ" የአቶም እና የአቶሚክ ኒውክሊየስ ፊዚክስ መሆኑን መታወስ አለበት.

የዛሬውን ትምህርት ስጨርስ፣ እንደገና ጥያቄውን እጠይቃችኋለሁ፡ ብርሃን ምንድን ነው? ( የተማሪ መልሶች.)

ስነ-ጽሁፍ

1. Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B. ፊዚክስ 11 ኛ ክፍል: ትምህርታዊ. ለአጠቃላይ የትምህርት ተቋማት: መሰረታዊ እና ሙያዊ. ደረጃዎች. መ: ትምህርት, 2009.
2. የቪዲዮ ኢንሳይክሎፔዲያ ለሕዝብ ትምህርት። Lennauchfilm. የቪዲዮ ስቱዲዮ "Kvart". [የኤሌክትሮኒክስ ምንጭ] ካሴት ቁጥር 2 "የሙቀት ጨረር".
3. ቶሚሊን ኤ.ኤን. አመጣጥ ፍለጋ: ሳይንሳዊ-ፖፕ. እትም. ኤል.፡ ዲ. ሥነ ጽሑፍ ፣ 1990
4. የኳንተም ሜካኒክስ. ኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ // ኢንሳይክል. ኤስ.ኤል. ወጣት የፊዚክስ ሊቅ / ኮም. ቪ.ኤ. ቹያኖቭ መ: ፔዳጎጂ, 1984.
5. Koltun M. የፊዚክስ ዓለም. መ: ዲ. ሥነ ጽሑፍ ፣ 1984
6. ሶሎፖቭ ኢ.ኤፍ. ፍልስፍና: የመማሪያ መጽሐፍ. ለተማሪዎች እርዳታ ከፍ ያለ የመማሪያ መጽሐፍ ተቋማት. ኤም: ቭላዶስ, 2003.
7. ኢልቼንኮ ቪ.አር. የፊዚክስ መንታ መንገድ፣ ኬሚስትሪ፣ ባዮሎጂ፡ መጽሐፍ። ለተማሪዎች. መ: ትምህርት, 1986.
8. ካትዝ ቲ.ቢ. ባዮፊዚክስ በፊዚክስ ትምህርቶች: መጽሐፍ. ለመምህሩ. መ: ትምህርት, 1988.

Elena Stepanovna Uvitskaya- ከፍተኛው የብቃት ምድብ የፊዚክስ መምህር ፣ በስሙ ከቱላ ስቴት ፔዳጎጂካል ተቋም ተመርቋል። ኤል.ኤን. ቶልስቶይ እ.ኤ.አ. የሩሲያ ፌዴሬሽን አጠቃላይ ትምህርት የክብር ሠራተኛ ፣ የፊዚክስ እና የሂሳብ መምህራን (የሥርወ መንግሥት ፋውንዴሽን) የሁሉም-ሩሲያ ውድድር አሸናፊ። ተመራቂዎች የተዋሃደ የስቴት ፈተናን በተሳካ ሁኔታ በማለፍ በሞስኮ፣ ሴንት ፒተርስበርግ፣ ዬካተሪንበርግ እና ፐርም ዩኒቨርሲቲዎች በመግባት ላይ ናቸው። አንድ ጊዜ፣ ስለ ኤመራልድ ታብሌት ካነበብኩ በኋላ፣ የባለታሪካዊው ሄርሜስ ሀሳብ ወቅታዊ ጠቀሜታ አስገርሞኛል፡ በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ ያለው እያንዳንዱ ነገር፣ ነገር፣ ሂደት የእያንዳንዳችንን እና የአንድን ሙሉ ገፅታዎች ይይዛል። ከዚያን ጊዜ ጀምሮ, እሱ ለሁለቱም የዲሲፕሊን ግንኙነቶች እና ተመሳሳይነቶች-ፊዚክስ እና ባዮሎጂ ፣ ፊዚክስ እና ሂሳብ ፣ ፊዚክስ እና ሥነ ጽሑፍ ፣ እና አሁን ፊዚክስ እና የእንግሊዝኛ ቋንቋ ላይ ትልቅ ትኩረት እየሰጠ ነው። ከተማሪዎች ጋር በተለይም በአንደኛ ደረጃ ትምህርት ቤት ውስጥ በሳይንሳዊ ሥራ ላይ ተሰማርቷል-ኤሌክትሪክ የት ነው የሚኖረው? ለምን ተራ ውሃ ያልተለመደ ነው? ምስጢራዊው የከዋክብት ዓለም ምን ይመስላል? ቤተሰቡ ሁለት ወንዶች ልጆች አሉት, ሁለቱም ከፐርም ስቴት ቴክኒካል ዩኒቨርሲቲ ተመርቀዋል. ጁኒየር መሐንዲስ ነው ፣ ሲኒየር የካራቴ-ዶ መምህር ፣ ጥቁር ቀበቶ ፣ ሁለተኛ ዳን ፣ ብዙ የሩሲያ ሻምፒዮን ፣ በጃፓን የዓለም ሻምፒዮና ውስጥ ተሳታፊ ነው። የአስተማሪው ስኬት ያለ ባሏ እርዳታ የኤሌክትሪክ መሐንዲስ በማሰልጠን የማይቻል ነበር: ሙከራዎችን ማዳበር እና ማካሄድ, አዳዲስ መሳሪያዎችን መፍጠር, እና በቀላሉ በተለያዩ የህይወት ሁኔታዎች ውስጥ የሚረዱ ድጋፍ እና ምክሮች.

ሁሉም ማመልከቻዎች በ ውስጥ ተሰጥተዋል. – ኢድ.

የማክስዌል ቲዎሪ ሚና በታዋቂው የፊዚክስ ሊቅ ሮበርት ፌይንማን ነበር፡- “በሰው ልጅ ታሪክ (ከዛሬ 10,000 ዓመታት በኋላ ብናየው) በ19ኛው ክፍለ ዘመን ትልቅ ቦታ የሚሰጠው ክስተት የማክስዌል ግኝት እንደሚሆን ጥርጥር የለውም። የኤሌክትሮዳይናሚክስ ህጎች። ከዚህ አስፈላጊ የሳይንስ ግኝት ዳራ አንጻር፣ የአሜሪካ የእርስ በርስ ጦርነት በዚያው አስርት ዓመታት ውስጥ እንደ ትንሽ የክልል ክስተት ይመስላል።

ፕላንክ ሰብአዊነትን ወይም ፊዚክስን ለመምረጥ ለረጅም ጊዜ አመነታ። ሁሉም የፕላንክ ስራዎች በፀጋ እና በውበት ተለይተዋል. ኤ. አንስታይን ስለእነሱ እንዲህ ሲል ጽፏል፡- “አንድ ሰው ስራዎቹን በሚያጠናበት ጊዜ፣ የስነ ጥበብ መስፈርት ከፈጠራቸው ዋና ምንጮች ውስጥ አንዱ እንደሆነ ይሰማዋል።

እ.ኤ.አ. በ 1935 የኳንተም ሜካኒኮች እና የአንስታይን አጠቃላይ አንፃራዊ ፅንሰ-ሀሳብ በጣም ወጣት በነበሩበት ጊዜ ታዋቂው የሶቪየት ፊዚክስ ሊቅ ማትቪ ብሮንስታይን ፣ በ 28 ዓመቱ የእነዚህን ሁለት ንድፈ ሀሳቦች በኳንተም ቲዎሪ ውስጥ የመጀመሪያውን ዝርዝር ጥናት አድርጓል ። ስበት. ብሮንስታይን እንደጻፈው ይህ “ምናልባት የመላው ዓለም ፅንሰ-ሀሳብ” የአንስታይንን የጥንታዊ የስበት ገለፃ በመተካት በጠፈር-ጊዜ ቀጣይነት ውስጥ እንደ ኩርባ የሚታየውን እና እንደሌላው የፊዚክስ ፊዚክስ በኳንተም ቋንቋ እንደገና ሊጽፈው ይችላል።

ብሮንስታይን የስበት ኃይልን በቁጥር ከተገመቱት ቅንጣቶች አንፃር እንዴት እንደሚገለጽ አሰላስል፣ አሁን ስበት ተብሎ የሚጠራው፣ ነገር ግን የስበት ኃይል ሲዳከም ብቻ ነው - ማለትም፣ (በአጠቃላይ አንጻራዊነት) የጠፈር ሰአቱ በትንሹ ጠመዝማዛ ሲሆን በመሠረቱ ጠፍጣፋ ነው። የስበት ኃይል ጠንካራ በሚሆንበት ጊዜ "ሁኔታው ፈጽሞ የተለየ ነው" ሲል ሳይንቲስቱ ጽፏል. "የጥንታዊ ጽንሰ-ሀሳቦች ጥልቅ ክለሳ ከሌለ፣ በዚህ አካባቢ የኳንተም የስበት ፅንሰ-ሀሳብ መገመት የማይቻል ይመስላል።"

ቃላቱ ትንቢታዊ ነበሩ። ከሰማንያ-ሦስት ዓመታት በኋላ፣ የፊዚክስ ሊቃውንት አሁንም የጠፈር ጊዜ ኩርባ ራሱን በማክሮስኮፒክ ሚዛኖች ላይ እንዴት እንደሚገለጥ ለመረዳት እየሞከሩ ነው፣ ከመሠረቱ እና ከሚገመተው የስበት ኃይል ሥዕል የተነሳ። ይህ ምናልባት የፊዚክስ ጥልቅ ጥያቄ ነው። ምናልባት፣ እድሉ ካለ፣ የብሮንስታይን ብሩህ አእምሮ የዚህን ፍለጋ ሂደት ያፋጥነዋል። ከኳንተም ስበት በተጨማሪ ለአስትሮፊዚክስ እና ኮስሞሎጂ፣ ሴሚኮንዳክተር ቲዎሪ፣ ኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ፣ እና በርካታ መጽሃፎችን ለህፃናት አበርክቷል። በ1938 በስታሊን ጭቆና ስር ወድቆ በ31 አመቱ ተገደለ።

የተሟላ የኳንተም ስበት ፅንሰ-ሀሳብ ፍለጋ የተወሳሰበ ነው ፣ ምክንያቱም የስበት ኃይል ኳንተም ባህሪዎች በእውነተኛ ልምድ እራሳቸውን በጭራሽ አይገለጡም። የፊዚክስ ሊቃውንት የአንስታይን ለስላሳ የቦታ-ጊዜ ቀጣይነት መግለጫ ወይም የብሮንስታይን ኳንተም መጠጋጋት በትንሹ ጥምዝ ሁኔታ እንዴት እንደተጣሰ አይመለከቱም።

ችግሩ የስበት ኃይል ከፍተኛ ድክመት ነው። ጠንካራ፣ ደካማ እና ኤሌክትሮማግኔቲክ ኃይላትን የሚያስተላልፉ በቁጥር የተደረደሩ ቅንጣቶች በጣም ጠንካራ ከመሆናቸው የተነሳ ቁስን ከአቶሞች ጋር አጥብቀው በማያያዝ እና በማጉያ መነፅር ውስጥ ቃል በቃል ሊመረመሩ ይችላሉ ፣የግለሰቦች የስበት ኃይል በጣም ደካማ በመሆናቸው ላቦራቶሪዎች የማወቅ እድል የላቸውም። ግራቪቶን የመያዝ እድሉ ከፍተኛ እንዲሆን ቅንጣቢው በጣም ትልቅ እና ግዙፍ እስከ ጥቁር ጉድጓድ ውስጥ ይወድቃል። ይህ ድክመት ለምን ሌሎች ግዙፍ አካላትን በስበት ኃይል ላይ ተጽዕኖ ለማድረግ የስነ ፈለክ ክምችቶች እንደሚያስፈልግ እና ለምን በከፍተኛ ሚዛን ላይ የስበት ተፅእኖ እንዳለን ያብራራል።

ያ ብቻ አይደለም። አጽናፈ ሰማይ ለአንድ ዓይነት የጠፈር ሳንሱር የተጋለጠ ይመስላል፡ የጠንካራ ስበት ክልሎች - የጠፈር ጊዜ ኩርባዎች በጣም ስለታም የአንስታይን እኩልታዎች የሚበላሹበት እና የስበት እና የጠፈር ጊዜ የኳንተም ተፈጥሮ መገለጥ አለበት - ሁልጊዜም ከጥቁር ጉድጓዶች አድማስ ጀርባ ተደብቋል።

በሃርቫርድ ዩኒቨርሲቲ የቲዎሬቲካል የፊዚክስ ሊቅ የሆኑት ኢጎር ፒኮቭስኪ “ከጥቂት ዓመታት በፊት እንኳ የስበት ኃይልን መጠን በምንም መልኩ ለመለካት የማይቻል ነው የሚል አጠቃላይ መግባባት ነበረ።

አሁን፣ በአካላዊ ግምገማ ደብዳቤዎች የታተሙ በርካታ የቅርብ ጊዜ ወረቀቶች ያንን ቀይረዋል። እነዚህ ወረቀቶች ምንም እንኳን ስለእሱ ምንም ሳያውቁ እንኳን ወደ ኳንተም የስበት ኃይል መድረስ ይቻል ይሆናል የሚል ጥያቄ ያቀርባሉ። በለንደን ዩኒቨርሲቲ ኮሌጅ በሱጋቶ ​​ቦዝ እና በኦክስፎርድ ዩኒቨርሲቲ ቭላትኮ ቭድራል የተፃፉት ወረቀቶቹ በቴክኒካል ፈታኝ ነገር ግን ሊቻል የሚችል ሙከራ የስበት ኃይል እንደሌሎች ሁሉ የስበት ኃይል መፈለግ ሳያስፈልግ ቀርቧል። . በዚህ ሥራ ያልተሳተፈው በዳርትማውዝ ኮሌጅ የኳንተም የፊዚክስ ሊቅ ማይልስ ብሌንኮዌ እንዲህ ያለው ሙከራ የማይታይ የኳንተም ስበት ግልጽ ፊርማ ያሳያል - "የቼሻየር ድመት ፈገግታ" ይላል።

የታቀደው ሙከራ ሁለት ነገሮች—የቦስ ቡድን ጥንድ ማይክሮዳይመንድ ለመጠቀም ያቀዱ—በጋራ የስበት መስህብ ኳንተም ሜካኒካል እርስ በርስ መጠላለፍ እንደሚችሉ ይወስናል። ጥልፍልፍ ቅንጣቶች በማይነጣጠሉ ሁኔታ እርስ በርስ የሚተሳሰሩበት፣ ሊሆኑ የሚችሉትን ጥምር ግዛቶቻቸውን የሚገልጽ ነጠላ አካላዊ መግለጫ የሚጋሩበት የኳንተም ክስተት ነው። (የተለያዩ ሊሆኑ የሚችሉ ግዛቶች አብሮ መኖር “superposition” ይባላል እና የኳንተም ስርዓትን ይገልፃል።) ለምሳሌ ጥንድ የተጣመሩ ቅንጣቶች በከፍተኛ ቦታ ላይ ሊኖሩ ይችላሉ ይህም ቅንጣት ሀ 50% ከታች ወደ ላይ የመሽከርከር እድል ሲኖረው እና ቅንጣት ቢ ከላይ ወደ ታች የሚሽከረከር ሲሆን በተቃራኒው ደግሞ 50% ሊሆን ይችላል። የንጥቆችን ሽክርክሪት አቅጣጫ ሲለኩ ምን ውጤት እንደሚያገኙ ማንም አስቀድሞ አያውቅም, ነገር ግን ለእነሱ ተመሳሳይ እንደሚሆን እርግጠኛ መሆን ይችላሉ.

ደራሲዎቹ በታቀደው ሙከራ ውስጥ ያሉት ሁለቱ ነገሮች በዚህ መንገድ ሊጣበቁ የሚችሉት በመካከላቸው ያለው ኃይል - በዚህ ጉዳይ ላይ የስበት ኃይል - የኳንተም መስተጋብር ሲሆን ይህም የኳንተም ሱፐርፖዚሽንን ሊደግፍ የሚችል ከሆነ ብቻ ነው ብለው ይከራከራሉ። "ሙከራው ከተካሄደ እና ጥልፍልፍ ከተገኘ, እንደ ስራው ከሆነ, የስበት ኃይል በቁጥር ይገለጻል ብለን መደምደም እንችላለን" ብሌንኮቭ ገልጿል.

አልማዝ ግራ መጋባት

የኳንተም ስበት በጣም ረቂቅ ስለሆነ አንዳንድ ሳይንቲስቶች ስለመኖሩ ተጠራጠሩ። ታዋቂው የሂሳብ ሊቅ እና የፊዚክስ ሊቅ፣ የ94 አመቱ ፍሪማን ዳይሰን፣ ከ2001 ጀምሮ አጽናፈ ዓለማችን “በአንስታይን አጠቃላይ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ የተገለጸው የስበት መስክ ምንም ዓይነት የኳንተም ባህሪ ከሌለው ሙሉ በሙሉ ክላሲካል መስክ” የሆነ “ሁለትዮሽ” መግለጫን ሊደግፍ ይችላል ሲሉ ተከራክረዋል። በዚህ ለስላሳ የቦታ-ጊዜ ቀጣይነት ያለው ጉዳይ ሁሉ የእድላቸውን ህግጋት በሚያከብሩ ቅንጣቶች ይለካሉ።

ዳይሰን ኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ (በቁስ እና በብርሃን መካከል ያለው የግንኙነት ፅንሰ-ሀሳብ) እንዲዳብር የረዳቸው እና በፕሪንስተን ፣ ኒው ጀርሲ የከፍተኛ ጥናት ተቋም ፕሮፌሰር ኢመርትስ ፣ የማይደረስውን የጥቁር ጉድጓዶች የውስጥ ክፍል ለመግለጽ የኳንተም ስበት አስፈላጊ ነው ብለው አያምኑም። . እና ደግሞ መላምታዊ ስበት ማግኘት በመርህ ደረጃ የማይቻል ሊሆን እንደሚችል ያምናል። እንደዚያ ከሆነ፣ የኳንተም ስበት አካላዊ ሳይሆን ሜታፊዚካል ይሆናል ይላል።

ተጠራጣሪው እሱ ብቻ አይደለም። ታዋቂው እንግሊዛዊ የፊዚክስ ሊቅ ሰር ሮጀር ፔንሮዝ እና የሃንጋሪው ሳይንቲስት ላጆስ ዳዮሲ በጠፈር ጊዜ የሱፐር ፖዚሽን መደገፍ እንደማይችል በራሳቸው ሀሳብ አቅርበዋል። ለስላሳ ፣ ግትር ፣ በመሠረቱ ክላሲካል ተፈጥሮው በአንድ ጊዜ ወደ ሁለት ሊሆኑ የሚችሉ መንገዶች እንዳይታጠፍ ይከላከላል ብለው ያምናሉ - እና ይህ ግትርነት ነው እንደ ኤሌክትሮኖች እና ፎቶን ያሉ የኳንተም ስርዓቶች መውደቅ ያስከትላል። "የስበት ቅልጥፍና" በእነሱ አስተያየት, በማክሮስኮፒክ ሚዛን ላይ ሊሰማ የሚችል ነጠላ, ጠንካራ, ክላሲካል እውነታ እንዲኖር ያስችላል.

የኳንተም ስበት “ፈገግታ” የማግኘት ችሎታ የዳይሰንን ክርክር ውድቅ የሚያደርግ ይመስላል። እንዲሁም የስበት ኃይል እና የጠፈር ጊዜ የኳንተም ሱፐርፖዚሽንን እንደሚደግፉ በማሳየት የስበት ቅልጥፍናን ንድፈ ሃሳብ ይገድላል።

የቦሴ እና የማርሌቶ ሀሳቦች በአንድ ጊዜ እና ሙሉ በሙሉ በአጋጣሚ ታይተዋል ፣ ምንም እንኳን ባለሙያዎች የዘመኑን መንፈስ የሚያንፀባርቁ ቢሆኑም ። በአለም ዙሪያ ያሉ የሙከራ ኳንተም ፊዚክስ ላቦራቶሪዎች እጅግ በጣም ግዙፍ የሆኑ ጥቃቅን ቁሶችን ወደ ኳንተም ሱፐርፖዚየሽን በማስቀመጥ እና የሁለት ኳንተም ስርዓቶችን ጥልፍልፍ ለመፈተሽ ፕሮቶኮሎችን እያመቻቹ ነው። የታቀደው ሙከራ እነዚህን ቅደም ተከተሎች ማዋሃድ ያስፈልገዋል, ይህም በመጠን እና በስሜታዊነት ላይ ተጨማሪ ማሻሻያዎችን ይፈልጋል; ምናልባት አሥር ዓመታት ሊወስድ ይችላል. የላብራቶሪ ሙከራዎች የስበት ክስተቶችን እንዴት እንደሚመረምሩ እየመረመረ ያለው ፒኮቭስኪ፣ “ነገር ግን የሞተ መጨረሻ የለም” ብሏል። "እኔ እንደማስበው አስቸጋሪ ነው, ግን የማይቻል አይደለም."

ይህ እቅድ በ Bose et al - የውቅያኖስ አስራ አንድ ኤክስፐርቶች ለተለያዩ የፕሮፖዛል ደረጃዎች ስራ በበለጠ ዝርዝር ተዘርዝሯል። ለምሳሌ፣ በዎርዊክ ዩኒቨርሲቲ ላብራቶሪ ውስጥ፣ ተባባሪ ደራሲ ጋቪን ሞርሊ ማይክሮዲያመንድን ወደ ኳንተም ሱፐርፖዚሽን በሁለት ቦታዎች ለማስቀመጥ እየሞከረ ነው። ይህንን ለማድረግ የናይትሮጅን አቶምን በማይክሮዲያመንድ ውስጥ ይገድባል፣ በአልማዝ መዋቅር ውስጥ ካለ ክፍት የስራ ቦታ (NV center ተብሎ የሚጠራው ወይም በአልማዝ ናይትሮጅን የሚተካ ክፍት ቦታ) እና በማይክሮዌቭ ምት ይሞላል። በኤንቪ ማእከል ዙሪያ የሚሽከረከር ኤሌክትሮን በተመሳሳይ ጊዜ ብርሃንን ይይዛል እና አይወስድም ፣ እና ስርዓቱ ወደ ላይ ወደ ላይ እና ወደ ታች - በሰዓት አቅጣጫ እንደሚሽከረከር አናት ወደ ኳንተም ሱፐርፖዚሽን ይሄዳል በተወሰነ ዕድል እና በተቃራኒ ሰዓት አቅጣጫ። በዚህ የሱፐርሴሽን ስፒን የተጫነ ማይክሮዲያመንድ በማግኔት መስክ ላይ ሲሆን ይህም የላይኛው ሽክርክሪት ወደ ግራ እና የታችኛው ሽክርክሪት ወደ ቀኝ እንዲሄድ ያደርገዋል. አልማዙ ራሱ ወደ ሁለት ትራጀክተሮች አቀማመጥ ይከፈላል።

ሙሉ ሙከራ ውስጥ, ሳይንቲስቶች ይህን ሁሉ ሁለት አልማዞች ጋር ያደርጉ ነበር - ቀይ እና ሰማያዊ, ለምሳሌ - እጅግ በጣም ቀዝቃዛ ቫክዩም ውስጥ ጎን ለጎን. የያዛቸው ወጥመድ ሲጠፋ፣ ሁለቱ ማይክሮዲያመንዶች እያንዳንዳቸው በሁለት አቀማመጥ ላይ፣ በቫኩም ውስጥ በአቀባዊ ይወድቃሉ። አልማዞች ሲወድቁ የእያንዳንዳቸው ስበት ይሰማቸዋል. የእነሱ የስበት ኃይል ምን ያህል ጠንካራ ይሆናል?

የስበት ኃይል የኳንተም ኃይል ከሆነ, መልሱ ነው: ይወሰናል. እያንዳንዱ የሰማያዊ አልማዝ ልዕለ አቀማመጥ አካል ወደ ቀይ አልማዝ የበለጠ ጠንካራ ወይም ደካማ የሆነ መስህብ ይኖረዋል። እና እያንዳንዱ የቀይ አልማዝ ከፍተኛ ቦታ የሚሰማው የስበት ኃይል በሰማያዊው አልማዝ ሁኔታ ላይ በተመሳሳይ ሁኔታ ላይ የተመሠረተ ነው።

በእያንዳንዱ ሁኔታ፣ የተለያየ መጠን ያለው የስበት መስህብ በአልማዝ ሱፐርፖዚክስ ላይ በሚገኙት ተለዋዋጭ አካላት ላይ ይሠራል። ሁለቱ አልማዞች እርስ በርስ የሚደጋገፉ ይሆናሉ ምክንያቱም ግዛቶቻቸው ሊወሰኑ የሚችሉት በጥምረት ብቻ ነው - ይህ ማለት ከሆነ - ስለዚህ በመጨረሻ የሁለቱ የNV ማዕከሎች የማዞሪያ አቅጣጫዎች ይዛመዳሉ።

ማይክሮዲያመንዶች ለሶስት ሰከንድ ያህል ጎን ለጎን ከወደቁ በኋላ - በቂ ርዝመት ያለው በስበት ኃይል ውስጥ - በሌላ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ያልፋሉ ፣ ይህም የእያንዳንዱን የሱፐርፕሲንግ ቅርንጫፎች አንድ ላይ ያመጣል። የሙከራው የመጨረሻ ደረጃ በዴንማርክ የፊዚክስ ሊቅ ባርባራ ቴራል እና ሌሎች የተገነባው የመጠላለፍ ምስክርነት ፕሮቶኮል ነው፡ ሰማያዊ እና ቀይ አልማዞች የNV ማዕከል ስርዓቶችን የማዞሪያ አቅጣጫዎችን የሚለኩ የተለያዩ መሳሪያዎች ውስጥ ይገባሉ። (መለኪያ ልዕለ አቀማመጥ ወደ አንዳንድ ግዛቶች እንዲወድቁ ያደርጋል።) ከዚያም ሁለቱ ውጤቶች ይነጻጸራሉ. ሙከራውን ደጋግሞ በማከናወን እና ብዙ ጥንድ ስፒን መለኪያዎችን በማነፃፀር ሳይንቲስቶች የሁለት ኳንተም ሲስተም ስፒኖች በትክክል ኳንተም በሜካኒካል ላልተያዙ ነገሮች ከከፍተኛው ገደብ የበለጠ የተዛመደ መሆኑን ማወቅ ይችላሉ። እንደዚያ ከሆነ፣ የስበት ኃይል አልማዞችን ያጠቃለለ እና ከፍተኛ አቀማመጥን ሊደግፍ ይችላል።

"በዚህ ሙከራ ውስጥ የሚያስደንቀው ነገር የኳንተም ቲዎሪ ምን እንደሆነ ማወቅ አያስፈልገዎትም" ይላል ብሌንኮዌ። "የሚያስፈልገው በዚህ ክልል ውስጥ በሁለት ቅንጣቶች መካከል ባለው ኃይል የሚታመም የተወሰነ የኳንተም ገጽታ አለ ማለት ነው."

ብዙ የቴክኒክ ችግሮች አሉ። ከዚህ በፊት በሁለት ቦታዎች ላይ በከፍተኛ ቦታ ላይ የተቀመጠው ትልቁ ነገር 800-አተም ሞለኪውል ነበር. እያንዳንዱ ማይክሮዲያመንድ ከ 100 ቢሊዮን በላይ የካርቦን አቶሞች ይይዛል - ጉልህ የሆነ የስበት ኃይልን ለመሰብሰብ በቂ ነው። የኳንተም ሜካኒካል ተፈጥሮውን ማራገፍ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን፣ ጥልቅ ቫክዩም እና ትክክለኛ ቁጥጥር ያስፈልገዋል። የሌዘር ማቀዝቀዣ እና ማይክሮዲያመንድ ወጥመድ ቴክኒኮችን በማጣራት ላይ ያለው የሙከራ ቡድን አካል የሆነው ፒተር ባርከር "የመጀመሪያውን ሱፐርላይዜሽን ከፍ ማድረግ እና ማስኬድ ብዙ ስራ ነው" ብሏል። ይህ በአንድ አልማዝ ሊከናወን የሚችል ከሆነ ቦዝ አክለው “ሁለተኛው ችግር አይሆንም።

ስለ ስበት ልዩ የሆነው ምንድን ነው?

የኳንተም የስበት ኃይል ተመራማሪዎች የስበት ኃይል የኳንተም መስተጋብር እንደሆነ ጥርጣሬ የላቸውም። በእርግጥ የስበት ኃይል በተወሰነ ደረጃ ልዩ ነው, እና ስለ ህዋ እና ጊዜ አመጣጥ ገና ብዙ መማር ይቻላል, ነገር ግን የኳንተም ሜካኒኮች በእርግጠኝነት መሳተፍ አለባቸው, ሳይንቲስቶች ይናገራሉ. በ MIT የኳንተም ስበት ተመራማሪ የሆኑት ዳንኤል ሃርሎው "በእውነቱ፣ አብዛኛው ፊዚክስ ኳንተም እና የስበት ኃይል ክላሲካል የሆነበት የንድፈ ሃሳብ ፋይዳ ምንድን ነው" ይላል። በተደባለቀ የኳንተም-ክላሲካል ሞዴሎች ላይ የንድፈ ሀሳባዊ ክርክሮች በጣም ጠንካራ ናቸው (ምንም እንኳን መደምደሚያ ባይሆንም)።

በሌላ በኩል, ቲዎሪስቶች ከዚህ በፊት ተሳስተዋል. “ማጣራት ከቻልክ ለምን አታደርግም? ይህ እነዚህን የስበት ኃይልን የኳንተም ተፈጥሮ የሚጠራጠሩ ሰዎችን ካዘጋቸው ያ በጣም ጥሩ ነበር” ይላል ሃርሎው።

ዳይሰን ወረቀቶቹን ካነበበ በኋላ እንዲህ ሲል ጽፏል:- “የታሰበው ሙከራ በእርግጥም ትልቅ ፍላጎት ያለው እና በእውነተኛ የኳንተም ሥርዓት ሁኔታዎች ውስጥ መከናወንን ይጠይቃል። ነገር ግን፣ ስለ ኳንተም መስኮች የጸሐፊዎቹ የአስተሳሰብ መስመሮች ከሱ እንደሚለያዩ ልብ ይሏል። "ይህ ሙከራ የኳንተም ስበት መኖርን ጥያቄ መፍታት ይችል እንደሆነ ለእኔ ግልጽ አይደለም. የምጠይቀው ጥያቄ - አንድ ነጠላ ግራቪቶን ታይቷል - የተለየ ጥያቄ ነው እና የተለየ መልስ ሊኖረው ይችላል ።

የቦዝ፣ ማርሌቶ እና የስራ ባልደረቦቻቸው በቁጥር ስበት ላይ ያለው የሃሳብ መስመር በ1935 መጀመሪያ ላይ ከብሮንስታይን ስራ የመነጨ ነው። (ዳይሰን የብሮንስታይንን ስራ ከዚህ በፊት አይቶት የማያውቀውን "የሚያምር ስራ" ብሎታል)። በተለይም ብሮንስታይን በትንሽ ጅምላ የሚመነጨው ደካማ የስበት ኃይል በኒውተን የስበት ህግ ሊጠጋ እንደሚችል አሳይቷል። (ይህ በማይክሮዲያመንድ ከፍተኛ ቦታዎች መካከል የሚሠራው ኃይል ነው)። ብሌንኮዌ እንደሚለው፣ የተዳከመ የቁጥር ስበት ስሌቶች በተለይ ከጥቁር ጉድጓዶች ፊዚክስ ወይም ከቢግ ባንግ ፊዚክስ የበለጠ ተዛማጅነት ያላቸው ቢሆኑም በተለይ አልተከናወኑም። አዲሱ የሙከራ ፕሮፖዛል ቲዎሪስቶች በኒውተን ግምታዊ አቀራረብ ላይ ስውር ማሻሻያዎችን እንዲፈልጉ እንደሚያበረታታ ተስፋ ያደርጋል፣ ይህም የወደፊት የጠረጴዛ ሙከራዎች ለመሞከር ሊሞክሩ ይችላሉ።

በስታንፎርድ ዩኒቨርሲቲ ታዋቂው የኳንተም ስበት እና ስሪንግ ቲዎሪስት ሊዮናርድ ሱስስኪንድ የታቀደውን ሙከራ ዋጋ ተመልክቷል ምክንያቱም "በአዲስ የጅምላ እና የርቀቶች ክልል ውስጥ የስበት ምልከታዎችን ያቀርባል." ነገር ግን እሱ እና ሌሎች ተመራማሪዎች ማይክሮዲያመንስ ስለ ኳንተም ስበት ወይም የጠፈር ጊዜ ሙሉ ንድፈ ሃሳብ ምንም ነገር ሊገልጽ እንደማይችል አሳስበዋል። እሱ እና ባልደረቦቹ በጥቁር ጉድጓድ መሃል እና በትልቁ ባንግ ወቅት ምን እንደሚፈጠር መረዳት ይፈልጋሉ።

ምናልባትም የስበት ኃይልን መለካት ከምንም ነገር የበለጠ ከባድ የሆነው ለምን እንደሆነ ለማወቅ አንዱ ፍንጭ ሌሎች የተፈጥሮ ሀይሎች “አካባቢ” የሚባል ነገር ስላላቸው ነው፡ በአንድ የመስክ ክልል ውስጥ ያሉ የኳንተም ቅንጣቶች (ለምሳሌ በኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ያሉ ፎቶዎች) “ከ በብሪቲሽ ኮሎምቢያ ዩኒቨርሲቲ የኳንተም ስበት ንድፈ ሃሳብ ተመራማሪው ማርክ ቫን ራምስዶንክ በሌላ የጠፈር ክልል ውስጥ ያሉ ሌሎች አካላዊ አካላት። "ነገር ግን የስበት ኃይል በዚህ መንገድ እንደማይሰራ ብዙ የንድፈ ሃሳባዊ ማስረጃዎች አሉ."

የኳንተም ስበት (ቀላል በሆነ የቦታ-ጊዜ ጂኦሜትሪ) ምርጥ ማጠሪያ ሞዴሎች ውስጥ የቦታ-ጊዜ ጨርቅ ሪባን በገለልተኛ ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ቁራጮች የተከፋፈለ ነው ብሎ ማሰብ አይቻልም ሲል ቫን ራምስዶንክ ይናገራል። ከዚህ ይልቅ ዘመናዊው ንድፈ ሐሳብ እንደሚያመለክተው የኅዋ ዋና ዋና ክፍሎች “በሁለት አቅጣጫ ሳይሆን የተደራጁ” ናቸው። የጠፈር ጊዜ ጨርቅ እንደ ሆሎግራም ወይም የቪዲዮ ጨዋታ ሊሆን ይችላል። "ምስሉ ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ቢሆንም መረጃው በሁለት አቅጣጫዊ የኮምፒዩተር ቺፕ ላይ ተከማችቷል." በዚህ ሁኔታ, የሶስት አቅጣጫዊው ዓለም የተለያዩ ክፍሎቹ እራሳቸውን የቻሉ አይደሉም በሚለው ስሜት ውስጥ ቅዠት ይሆናል. በቪዲዮ ጨዋታ ተመሳሳይነት፣ ባለ ሁለት-ልኬት ቺፕ ላይ ያሉ ጥቂት ቢት የጠቅላላውን የጨዋታ አጽናፈ ሰማይ ዓለም አቀፋዊ ተግባራትን መደበቅ ይችላሉ።

እና ይህ ልዩነት የኳንተም የስበት ኃይልን ለመፍጠር ሲሞክሩ አስፈላጊ ነው. አንድን ነገር ለመለካት የተለመደው አቀራረብ ገለልተኛ ክፍሎቹን - ቅንጣቶችን ለምሳሌ - እና ከዚያ የኳንተም ሜካኒክስን ለእነሱ መተግበር ነው። ነገር ግን ትክክለኛዎቹን ክፍሎች ካልገለጽክ, መጨረሻው በተሳሳተ እኩልታዎች ውስጥ ነው. ብሮንስታይን ሊሰራ የፈለገው ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ቦታን መለካቱ በተወሰነ ደረጃ በደካማ ስበት ይሰራል፣ነገር ግን የጠፈር ሰአቱ በጣም በሚጣመምበት ጊዜ ከንቱ ይሆናል።

አንዳንድ ባለሙያዎች የኳንተም የስበት ኃይልን "ፈገግታ" መመስከር ለእንደዚህ ዓይነቱ ረቂቅ ምክንያት መነሳሳትን እንደሚያመጣ ይናገራሉ. ከሁሉም በላይ, ስለ ኳንተም ስበት መኖር በጣም ከፍተኛ ድምጽ ያላቸው ቲዎሬቲካል ክርክሮች እንኳን በሙከራ እውነታዎች የተደገፉ አይደሉም. ቫን ራምስዶንክ ጥናቱን በሳይንሳዊ ኮሎኪዩም ላይ ሲያብራራ፣ እሱ እንደሚለው፣ ብዙውን ጊዜ የስበት ኃይልን በኳንተም ሜካኒክስ እንዴት እንደገና ማጤን እንዳለበት በሚገልጽ ታሪክ ይጀምራል ምክንያቱም የስፔስ ጊዜ ክላሲካል ገለፃ በጥቁር ጉድጓዶች እና በትልቁ ባንግ ይፈርሳል።

ነገር ግን ይህን ቀላል ሙከራ ካደረግህ እና የስበት መስክ በሱፐርላይዝድ ውስጥ እንደነበረ ካሳየህ የክላሲካል ገለፃው ውድቀት ግልጽ ይሆናል። ምክንያቱም የስበት ኃይል ኳንተም መሆኑን የሚያሳይ ሙከራ ይኖራል።

ከኳንታ መጽሔት ማቴሪያሎች ላይ የተመሠረተ

የትምህርት ዓላማዎች፡-

ትምህርታዊ-በተማሪዎች ውስጥ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ሀሳብን መፍጠር እና የሚታዘዙትን ህጎች ማጥናት ፣ ምናባዊ ሙከራን በመጠቀም የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ህጎችን ይሞክሩ።

ልማታዊ፡ አመክንዮአዊ አስተሳሰብን ማዳበር።

ትምህርታዊ-ተግባቦትን ማሳደግ (የመግባባት ችሎታ) ፣ ትኩረት ፣ እንቅስቃሴ ፣ የኃላፊነት ስሜት ፣ ለርዕሰ-ጉዳዩ ፍላጎት ማዳበር።

በክፍሎቹ ወቅት

I. ድርጅታዊ ጊዜ.

- የዛሬው ትምህርት ርዕስ "የፎቶ ውጤት" ነው.

ይህንን አስደሳች ርዕስ ስንመረምር "ኳንተም ፊዚክስ" የሚለውን ክፍል ማጥናት እንቀጥላለን, ብርሃን በጉዳዩ ላይ ምን ተጽዕኖ እንደሚያሳድር እና ይህ ተጽእኖ በምን ላይ እንደሚመረኮዝ ለማወቅ እንሞክራለን. ነገር ግን በመጀመሪያ, በመጨረሻው ትምህርት ውስጥ የተሸፈነውን ቁሳቁስ እንገመግማለን, ያለሱ የፎቶውን ተፅእኖ ውስብስብነት ለመረዳት አስቸጋሪ ይሆናል. ባለፈው ትምህርት የፕላንክን መላምት ተመልክተናል።

አንድ ሥርዓት የሚያመነጨው እና የሚይዘው አነስተኛው የኃይል መጠን ምን ያህል ነው? (ኳንተም)

ለመጀመሪያ ጊዜ የ "ኢነርጂ ኳንተም" ጽንሰ-ሐሳብ ወደ ሳይንስ አስተዋወቀ? (ኤም. ፕላንክ)

ለኳንተም ፊዚክስ መፈጠር አስተዋጽኦ ያደረገው ምን የሙከራ ጥገኝነት ማብራሪያ? (የሙቀት ጨረሮች ህግ)

ሙሉ በሙሉ በጥቁር አካል ውስጥ ምን አይነት ቀለም እናያለን? (በሙቀት ላይ የተመሰረተ ማንኛውም ቀለም)

III. አዲስ ቁሳቁስ መማር

በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ የኳንተም ቲዎሪ ተወለደ - የእንቅስቃሴ እና የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች እና ስርዓቶች መስተጋብር ጽንሰ-ሀሳብ።

የሙቀት ጨረር ህጎችን ለማብራራት ኤም ፕላንክ አተሞች የኤሌክትሮማግኔቲክ ኃይልን ያለማቋረጥ ሳይሆን በተለያዩ ክፍሎች እንዲለቁ ሐሳብ አቅርበዋል - ኳንታ። የእያንዳንዱ የዚህ አይነት ክፍል ጉልበት የሚወሰነው በቀመር ነው ኢ = ሸ፣ የት
-የፕላንክ ቋሚ; v የብርሃን ሞገድ ድግግሞሽ ነው.

ሌላው የኳንተም ቲዎሪ ትክክለኛነት ማረጋገጫ በአልበርት አንስታይን በ1905 የሰጠው ማብራሪያ ነው። ክስተት የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት

የፎቶ ውጤት- በብርሃን ተፅእኖ ውስጥ ኤሌክትሮኖች ከጠንካራ እና ፈሳሽ ንጥረ ነገሮች የሚወጡበት ክስተት።

የፎቶ ተጽዕኖ ዓይነቶች፡-

1. ውጫዊው የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ በኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች ተጽእኖ ስር በሚገኝ ንጥረ ነገር የኤሌክትሮኖች ልቀት ነው. ውጫዊው የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ በጠጣር እና እንዲሁም በጋዞች ውስጥ ይታያል.

2. የውስጥ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች ኤሌክትሮኖችን በኮንዳክተር ወይም በዲኤሌክትሪክ ውስጥ ከሚገኙት ግዛቶች ወደ ነፃ ወደ ውጭ ሳያመልጡ እንዲሸጋገሩ ያደርጋል።

3. ቫልቭ የፎቶኤሌክትሪክ ውጤት - የፎቶው ገጽታ - emf. የሁለት የተለያዩ ሴሚኮንዳክተሮች ወይም ሴሚኮንዳክተር እና ብረት ግንኙነት ሲያበራ.

የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤትበ 1887 በጀርመን የፊዚክስ ሊቅ ተገኝቷል ጂ ሄርዝእና በ 1888-1890 በኤ.ጂ. ስቶሌቶቭ በሙከራ ተጠንቷል. የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት ክስተት በጣም የተሟላ ጥናት በኤፍ.ሌናርድ በ 1900 ተካሂዷል. በዚህ ጊዜ ኤሌክትሮኖል ቀድሞውኑ ተገኝቷል (1897, ጄ. ቶምሰን), እና የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ (ወይም በትክክል, ውጫዊው የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ) በእሱ ላይ ባለው የብርሃን ክስተት ተፅእኖ ውስጥ ኤሌክትሮኖችን መውጣትን ያካትታል.

የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ጥናት.

በፎቶ ኤሌክትሪክ ላይ የመጀመሪያዎቹ ሙከራዎች የተጀመሩት በ Stoletov ቀድሞውኑ በየካቲት 1888 ነበር።

ሙከራዎቹ ሁለት የብረት ኤሌክትሮዶች ያሉት የብርጭቆ ቫክዩም ጠርሙስ ተጠቅመዋል, ሽፋኑ በደንብ ተጠርጓል. አንዳንድ ቮልቴጅ በኤሌክትሮዶች ላይ ተተግብሯል ዩድርብ ቁልፍ በመጠቀም የፖላሪቲው ሊቀየር ይችላል። ከኤሌክትሮዶች አንዱ (ካቶድ ኬ) የተወሰነ የሞገድ ርዝመት ባለው ሞኖክሮማቲክ ብርሃን በኳርትዝ ​​መስኮት በኩል በራ። በቋሚ አንጸባራቂ ፍሰት, የፎቶው ጥንካሬ ጥገኝነት ተወስዷል አይከተተገበረው ቮልቴጅ.

የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ህጎች

የሳቹሬሽን ፎቶ ወቅታዊው ከተፈጠረው የብርሃን ፍሰት ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው።

የፎቶኤሌክትሮኖች ከፍተኛው የእንቅስቃሴ ኃይል ከብርሃን ድግግሞሽ ጋር በመስመር ይጨምራል እና በክብደቱ ላይ የተመካ አይደለም።

ለእያንዳንዱ ንጥረ ነገር የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ቀይ ገደብ ተብሎ የሚጠራው አነስተኛ ስብስብ ድግግሞሽ አለ, ከዚህ በታች የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ የማይቻል ነው.

እንደ ኤም ፕላንክ መላምት ፣ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ነጠላ ፎቶኖችን ያቀፈ እና ጨረሩ ያለማቋረጥ ይከሰታል - በኳንታ ፣ ፎቶኖች። ስለዚህ የብርሃን መምጠጥ እንዲሁ ያለማቋረጥ መከሰት አለበት - ፎቶኖች ጉልበታቸውን ወደ አተሞች እና ሞለኪውሎች አጠቃላይ ንጥረ ነገር ያስተላልፋሉ።

- ለፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት የኢንስታይን እኩልነት

mv 2/2 = eU 0 - የፎቶኤሌክትሮን የኪነቲክ ሃይል ከፍተኛ ዋጋ;

- የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ የሚቻልበት አነስተኛ የብርሃን ድግግሞሽ;

V max = hc/ Aout - የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ የሚቻልበት ከፍተኛ የብርሃን ድግግሞሽ

- ቀይ የፎቶ ውጤት ድንበር

- የፎቶን ሞመንተም

ውሎች እና ጽንሰ-ሐሳቦችን ከማብራራት ጋር የሚደረግ ውይይት።

በብርሃን ተፅእኖ ውስጥ ኤሌክትሮኖችን የሚያመነጨው ንጥረ ነገር ክስተት ይባላል ...

በ 1 ሰከንድ ውስጥ ከአንድ ንጥረ ነገር ወለል ላይ በብርሃን የሚለቀቁት የኤሌክትሮኖች ብዛት በቀጥታ ከ...

የፎቶኤሌክትሮኖች የእንቅስቃሴ ሃይል በመስመር ይጨምራል በ ... እና ላይ የተመካ አይደለም ...

ለእያንዳንዱ ንጥረ ነገር የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ አሁንም የሚቻልበት አነስተኛ የብርሃን ድግግሞሽ አለ. ይህ ድግግሞሽ ይባላል...

ኤሌክትሮኖችን ከአንድ ንጥረ ነገር ወለል ላይ ለማስወገድ መደረግ ያለበት ስራ...

የአንስታይን እኩልነት ለፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት (አጻጻፍ)…

IV. የእውቀት ማጠናከሪያ እና አጠቃላይ.

ችግር 1. የኤሌክትሮን ከብረት ውስጥ ያለው የሥራ ተግባር 3.3 * 10 -19 J ከሆነ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ አሁንም የሚታይበት ዝቅተኛው የብርሃን ድግግሞሽ ምንድነው?

ተግባር 2. ከሚታየው ስፔክትረም ረጅሙ እና አጭር ሞገዶች ጋር የሚዛመደውን የፎቶን ኃይል፣ ብዛት እና ፍጥነት ይወስኑ?

መፍትሄ፡-

ችግር 3. የሥራ ተግባር A = 1.32 EV ከሆነ ለፖታስየም የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት ጣራ ያግኙ?

መፍትሄ፡-

በአንስታይን እኩልታ

የጻፍካቸውን ቀመሮች በመጠቀም የሚከተሉትን ችግሮች ይፍቱ በራሱ።

ለጠፍጣፋው ቁሳቁስ የሥራው ተግባር 4 eV ነው. ሳህኑ በ monochromatic ብርሃን ተበራክቷል። የፎቶ ኤሌክትሮኖች ከፍተኛው የኪነቲክ ሃይል 2.5 eV ከሆነ የአደጋው ብርሃን የፎቶኖች ኃይል ምን ያህል ነው?

የኒኬል ሳህን ለኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች በፎቶን ሃይል 8 ኢቪ ይጋለጣል። በዚህ ሁኔታ, በፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ ምክንያት, ከፍተኛው የ 3 eV ኃይል ያላቸው ኤሌክትሮኖች ከጠፍጣፋው ይወጣሉ. ከኒኬል የኤሌክትሮኖች የሥራ ተግባር ምንድነው?

የ 12 ኢቪ ሃይል ያለው የፎቶን ጅረት የፎቶ ኤሌክትሮኖችን ከብረት ያመነጫል ፣ ከፍተኛው የኪነቲክ ሃይል ከስራው 2 እጥፍ ያነሰ ነው። ለተሰጠው ብረት የሥራውን ተግባር ይወስኑ.

ከብረት የሚወጣ ኤሌክትሮን የሥራ ተግባር. ኤሌክትሮኖችን ሊያጠፋ የሚችል ከፍተኛውን የጨረር የሞገድ ርዝመት ያግኙ።

የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ቀይ ወሰን 0.255 µm ከሆነ የኤሌክትሮኖችን ከብረት ውስጥ ያለውን የስራ ተግባር ይወስኑ።

ለአንዳንድ ብረቶች, የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ ቀይ ወሰን ከድግግሞሽ ጋር ቀላል ነው . ኤሌክትሮኖች በጨረር ተጽእኖ በሞገድ ርዝመት የሚያገኙትን የእንቅስቃሴ ሃይል ይወስኑ

"የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ማመልከቻ" በሚለው ርዕስ ላይ የዝግጅት አቀራረብ ያዘጋጁ

VKontakte Facebook Odnoklassniki

ከፍተኛ ኃይል ያላቸው ቅንጣቶች በግጭት ውስጥ ሲገናኙ, እጅግ በጣም ብዙ ቁጥር ያላቸው የተለያዩ ቅንጣቶች ይፈጠራሉ

ይህ ሂደት ብዙ ምርት ተብሎ የሚጠራ ሲሆን የተለያዩ ባህሪያቱ የሚተነብዩት የጠንካራ መስተጋብር ንድፈ ሃሳብን በመጠቀም ነው - ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ (QCD)። ይሁን እንጂ በቅርብ ጊዜ በኤል.ኤች.ሲ (Large Hadron Collider) የተደረጉ ተመሳሳይ ሙከራዎች ውጤቶች በሌሎች የፍጥነት መጨመሪያዎች ላይ በተደረጉት ያለፈ ሙከራዎች ውጤቶች ላይ ተመስርተው ከሞዴሎች ትንበያዎች ጋር አይጣጣሙም. በብሪስቶል ዩኒቨርሲቲ ፕሮፌሰር እና የበርካታ ቅንጣቶችን ምርት በማጥናት ረገድ ግንባር ቀደም ባለሞያዎች አንዱ የሆኑት ኒክ ብሩክ በጂንዝበርግ ኮንፈረንስ ላይ ለዚህ ልዩነት ሊፈጠሩ ስለሚችሉ ምክንያቶች እና ስለ አዲስ የሙከራ ከፍተኛ ኃይል ፊዚክስ የመክፈቻ አድማስ ተናግረዋል ።

በኤል.ኤች.ሲ የሚካሄዱ ሁለት የሙከራ ፕሮጄክቶች ዘዴ የተወለዱትን ቅንጣቶች ለመለየት ተስማሚ ነው. እነዚህ የ ALICE (A Large Ion Collider Experiment) ፕሮጀክት፣ ከባድ ion ግጭቶችን ለማጥናት የተመቻቸ፣ እና LHCb፣ B-meson ን ለማጥናት የተነደፈ - “ቆንጆ” ኳርክን የያዙ ቅንጣቶች ናቸው። እና ስለ ቅንጣቶች መወለድ በራሱ መረጃ ለ QCD ተጨማሪ እድገት አስፈላጊ መሠረት ነው. ኒክ ብሩክ አስተያየቱን ሰጥቷል፡- “የታዩት የቅንጣት ስርጭቶች ሃድሮኒክ የቁስ ሁኔታን የሚያሳዩ እና ለፕሮቶን-ፕሮቶን መስተጋብር ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ ስሜታዊ ናቸው። ALICE, ATLAS እና CMS በማዕከላዊ መስተጋብር ክልል ውስጥ የንጥል ስርጭቶችን አስቀድመው ለክተዋል, እና የ LHCb ጂኦሜትሪ በሩቅ ክልል ውስጥ የግጭት ተለዋዋጭ ሁኔታዎችን ለመከታተል ያስችለናል. ይህ ሞዴሎችን ለማዘጋጀት እና የሞንቴ ካርሎ ክስተት አመንጪዎችን ለማሻሻል በጣም የምንፈልገውን መረጃ ይሰጠናል።

ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ ባለፈው ክፍለ ዘመን በ 70 ዎቹ ዓመታት ውስጥ በንዑስ-ሀድሮን ሚዛን ላይ ያለውን ጠንካራ መስተጋብር የሚገልጽ በአጉሊ መነጽር ፅንሰ-ሀሳብ ተነሳ ፣ እሱም quarks ፣ gluons እና ከእነሱ የተውጣጡ ቅንጣቶች - hadrons ፣ ፕሮቶን እና የአቶሚክ አስኳል ኒውትሮን በጠንካራ መስተጋብር የተሳሰሩ። የኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ መሰረታዊ ፖስት ለሁሉም ኳርኮች የቀለም ክፍያ ወይም ቀለም ተብሎ የሚጠራ ልዩ የኳንተም ቁጥር ይመድባል። እንዲህ ዓይነቱ የታወቀ ቃል ከተራ የኦፕቲካል ባህሪያት ጋር ምንም ግንኙነት የለውም, ነገር ግን በተፈጥሮ ውስጥ ኳርኮች ቀለም በሌላቸው ውህዶች መልክ ብቻ እንደሚገኙ በትክክል አፅንዖት ይሰጣል - ሃድሮን, ከሶስት ኳርኮች የተሰራ (አመሳዩን አስታውስ: ቀይ, አረንጓዴ እና ሰማያዊ). መደመር እስከ ነጭ) , ወይም gluons ከ quark እና አንቲኳርክ ከፀረ-ቀለም ጋር.

የ QCD ትንበያዎች ስለ ብዙ ቅንጣት አመራረት መለኪያዎች በትንታኔ መልክ ወይም በሞንቴ ካርሎ ሞዴሎችን በመጠቀም በቁጥር የኮምፒተር ስሌት መልክ ይሰጣሉ ፣ ይህም ከሙከራ መረጃ ጋር በዝርዝር ሊወዳደር ይችላል። እነዚህ ሞዴሎች የክስተት ጀነሬተሮች ተብለው ይጠራሉ በነዚህ የኮምፒዩተር ስሌቶች ውስጥ የአንዳንድ ክስተቶች የመከሰት እድላቸው በገሃዱ አለም ካለው ተጓዳኝ ክስተት እድል ጋር ተመጣጣኝ ነው ተብሎ ይታሰባል። እነዚህ ሁሉ ሞዴሎች ከሌሎች ፍጥነቶች ጋር ካለፉት ሙከራዎች ጋር በመስማማት ጥሩ ሠርተዋል እና አንዳንድ የመተንበይ ኃይል ነበራቸው ነገር ግን በኤልኤችሲ ከተገኘው አዲስ ውጤት ጋር ገና አልተጣመሩም።

የ FIAN ፕሮፌሰር እና የከፍተኛ ሃይል ፊዚክስ ዘርፍ መሪ ተመራማሪ አንድሬ ሊዮኒዶቭ እንዲህ ሲሉ አስተያየታቸውን ሰጥተዋል:- “በከፍተኛ ሃይል ውስጥ ብዙ ምርትን ማጥናቱ አንዱ መሠረታዊ የአካል ችግር ነው፣ እና የብሩክ ዘገባ በኤል.ኤች.ሲ. ውስጥ ለተከማቹ የተለያዩ የሙከራ መረጃዎች የተዘጋጀ ነው። ግጭት. በጣም የሚያስደስት ሁኔታ እዚያ ተፈጥሯል: አሁን ያሉት ሞዴሎች ብዙ አስፈላጊ የክስተቶችን ባህሪያት አይገልጹም. የእነሱ የተለመደ ንድፍ በሆነ መንገድ የሶፍት ሃድሮኒክ ጄቶች ፊዚክስን እና የሃርድ ሃድሮኒክ ጨረሮችን ያጣምራል እና እነሱ ራሳቸው የቀድሞውን አፋጣኝ ኤፍኤንኤልን በተሳካ ሁኔታ ለመግለጽ ተስተካክለዋል። በውጤቱም፣ በዚህ ዘገባ ውስጥ ንድፈ ሃሳቡ ከአዲሱ ሙከራ ጋር የተገናኘበት አንድም ግራፍ በትክክል አልነበረም። ይኸውም ብዙ የመውለድ ባህሪያት በዘመናዊ ሞዴሎች በፍጹም አልተገለጹም።

ስለዚህ ፕሮፌሰር ብሩክ ስለ ትንበያዎች እና በእውነተኛ መረጃዎች መካከል ስላለው ልዩነት ተናግሯል ቅንጣቶች “እንግዳ” quarkks ያላቸውን ጥንቅር ወይም ባሪዮኒክ እና antibaryon ጉዳይ ሬሾ ውስጥ ጥሰቶች. ነገር ግን እነዚህ ሁሉ አለመጣጣም, ብሩክ አጽንዖት እንደሰጠው, ተመራማሪዎች ነፃ እጅ ብቻ ይሰጣሉ እና እንደገና የ QCD ውስብስብ መዋቅርን ያሳያሉ. ከሁሉም በላይ, አዲስ መረጃ የክስተት ማመንጫዎችን, ለስላሳ ቅንጣቶችን ማምረት, የብዝሃ-ክፍል ግጭቶችን እና ሌሎች በርካታ ክስተቶችን ሞዴሎች ለማሻሻል ይረዳል.

አንድሬ ሊዮኒዶቭ በእንግሊዛዊው የፊዚክስ ሊቅ ብሩህ ተስፋ ይስማማሉ፡- “በአዳዲስ ሙከራዎች ውስጥ ያሉ ሁሉም የቀድሞ ሞዴሎች እራሳቸውን በተለያየ ዲግሪ ስኬታማ እንዳልሆኑ አሳይተዋል፣ ይህ ደግሞ ለጥናት አስደሳች መስክ ይፈጥራል። ግን እነዚህ ተመሳሳይ ሞዴሎች በአንድ ምክንያት ተሰባስበው ነበር-ይህ የሰው ልጅ በዚህ ርዕስ ላይ ሊያቀርበው የሚችለው ምርጡ ነው። አንዳንድ የክፍለ ሃገር ሰዎች አንድ ነገር እንደጻፉት አይደለም፣ እና በአጋጣሚ በኤል.ኤች.ሲ. ጥቅም ላይ ይውላል። LHC የሚገኘውን ምርጡን ይጠቀማል፣ እና ይህ ምርጡ እስካሁን በጥሩ ሁኔታ እየሰራ አይደለም። እና ይህ ርዕስ በጣም አስፈላጊ ነው, ምክንያቱም ብዙ የወሊድ ሂደቶች በግጭቱ ውስጥ ያለማቋረጥ ይከሰታሉ. እነዚህ ትልቅ መስቀለኛ መንገድ ያላቸው ዋና ሂደቶች ናቸው፣ እና በሁሉም ሌሎች ሂደቶች ላይ ተጽእኖ ሊያሳድሩ እና ዳራቸውን ሊወስኑ ይችላሉ። ከዚህም በላይ መሠረታዊ እና አስደሳች ነው. ስለዚህ ምንም አሳዛኝ ነገር የለም, አዲስ ውጤቶችን እየጠበቅን ነው!

ከፍተኛ ኃይል ያላቸው ቅንጣቶች ሲጋጩ ብዙ አዳዲስ ቅንጣቶችን መፍጠር ይታያል