Точные науки

Общая теория относительности запрещает двигаться со сверхсветовыми скоростями только физическим телам, а на само пространство-время ограничения не накладывает. Поэтому теоретически можно создать такую область пространства-времени, скорость которой относительно покоящегося наблюдателя, находящегося в невозмущенной области, будет превышать скорость света. Если космический корабль попадет внутрь этой области, он тоже будет двигаться со сверхсветовой скоростью, не нарушая при этом постулаты ОТО.

Примером подобной пространственно-временной структуры может служить пузырь Алькубьерре, предложенный в 1994 году мексиканским физиком-теоретиком Мигелем Алькубьерре. Спереди от такого пузыря пространство-время сжимается, сзади — растягивается, а мировая линия корабля, находящегося внутри, остается времениподобной. Тем не менее, это решение страдает от ряда существенных недостатков. Во-первых, для того, чтобы искривить пространство нужным образом, понадобится огромная масса материи с отрицательной энергией, сравнимая с массой Наблюдаемой Вселенной. Хотя области пространства-времени с отрицательной энергией и могут существовать в действительности благодаря эффекту Казимира, для перемещения большого корабля их будет явно не достаточно. Во-вторых, пилоты космического корабля, находящегося внутри пузыря Алькубьерре, не имеют связи с внешним миром, а потому управлять таким кораблем невозможно. В-третьих, расчеты показывают, что за время путешествия около передней стенки пузыря соберется достаточно много высокоэнергетических частиц, которые испепелят корабль при попытке разрушить пузырь или выбраться из него (это напоминает гипотетический файервол вокруг черной дыры). Наконец, путешествие объектов со сверхсветовой скоростью явно будет нарушать принцип причинности, что было бы крайне неприятно для физики.

Как бы то ни было, существуют и сравнительно «легальные» способы превысить скорость света, с помощью которых нельзя передавать информацию, а значит, принцип причинности не нарушается. Например, направим лазер на поверхность Луны и будем двигать его с угловой скоростью около 50 радиан в секунду (такая скорость отвечает вращению велосипедного колеса на скорости около десяти километров в час). Поскольку расстояние между Землей и Луной превышает 360000 километров, скорость светового пятна, бегущего по ее поверхности, составит примерно 18 миллионов километров в секунду — в 60 раз быстрее скорости света. Тем не менее, пятно не является физическим объектом и не несет никакой информации о точке, из которой испускается лазер. Поэтому передавать таким образом информацию нельзя, и нарушение принципа причинности не происходит.

Также наряду с лазерным лучом в качестве примера часто приводят ножницы с очень длинными лезвиями (скажем, длиной в один световой год) — при смыкании ножниц их концы якобы движутся со сверхсветовой скоростью. Казалось бы, это нарушает принцип причинности в явном виде, поскольку атомы на концах лезвий являются «настоящими» физическими объектами, в отличие от светового пятнышка. Однако на самом деле пример с ножницами неудачный, поскольку сверхсветовое движение в этой ситуации вообще не возникает — атомы, из которых сложены лезвия, не начнут двигаться, пока до них не дойдет волна деформаций, скорость которой совпадает со скоростью звука и много меньше скорости света. А вот точка смыкания лезвий может двигаться со сверхсветовой скоростью, только физическим объектом она не является и информацию с ее помощью передать нельзя.

Самый простой и важный случай - при мокрой коже. Кожа, будучи сухой, очень плохо проводит электрический ток, однако влажная становится проводником электричества. Именно по этой причине в мокрых помещениях правилами устройства электроустановок предписано соблюдать ряд дополнительных мер по защите от поражения током: герметичные корпуса приборов, использование низкого напряжения, защитные устройства для обнаружения утечки тока и тому подобное.

Магнитное и электрическое поля являются двумя проявлениями единого электромагнитного поля и неразрывно связаны друг с другом. Вокруг проводника с током неизбежно индуцируются концентрические линии магнитного поля. Поэтому если поместить проводник, например, в С-образный постоянный магнит и замкнуть цепь, то проводник начнёт отклоняться во внешнем магнитном поле постоянного магнита. Так можно показать что магнитное поле действует на проводник с током.

Этот феномен описывается одним из уравнений Максвелла, а именно: rot(B) ~ j

rot(B) - это вектор, направленный перпендикулярно плоскости завихрения магнитного поля B. j - ток в проводнике. Таким образом уравнение говорит о том, что вокруг проводника с током j образуется "вихревое" магнитное поле B, которое описывается правилом правой руки.

Вообще говоря, механизм Хиггса отвечает только за массу элементарных частиц — векторных бозонов, кварков и лептонов (в частности, электрона). Однако бо́льшая часть массы материи связана с барионами — протонами и нейтронами, масса которых объясняется энергией глюонного поля, удерживающего кварки вместе. В самом деле, суммарная масса кварков, из которых состоит протон, не превышает десяти мегаэлектронвольт, тогда как масса составной частицы лишь чуть-чуть не дотягивает до 940 мегаэлектронвольт. Характерный масштаб ядерных сил, удерживающих нуклоны в ядре, также много меньше этой величины: в среднем энергия связи колеблется от 2,2 мегаэлектронвольта на нуклон до 8,8 мегаэлектронвольта на нуклон. Энергия других сил, связывающих частицы или атомы между собой, еще меньше. Таким образом, вклад механизма Хиггса в массу материи не превышает одного процента. Тем не менее, при отсутствии механизма Хиггса большинство физических процессов шли бы совершенно по-другому (например, электрон был бы безмассовым), а потому пренебречь полем Хиггса нельзя.

Дано

m1 = 20 кг

с = 4200 Дж/кг°с

m2 = 20 г

h = 40 м

___

(t2 - t1) -?

СИ:

20 г = 0,02 кг

Решение:

Q = c×m1×(t2 - t1)

E = m2×g×h

Q = E

c×m1×(t2 - t1) = m2×g×h

(t2 - t1) = m2×g×h / (c1×m1)

(t2 - t1) = 0,020 кг × 10 Н/кг × 40 м / (4200 Дж/кг°с × 20 кг) ≈ 9,5×10^-5 °с

(если записать десятичной дробью, то изменение температуры будет равно примерно 0,000095 градуса цельсия)

Зная атомарную массу кислорода (16 г/моль) и молярну массу оксида (160 г/моль) можем определить атомарную массу металла (х) составив уравнение принимая во внимание формулу высшего оксида :
2*x+3*8=160
Решая уравнение находим х = 56 г/моль
Что соответствует одному металу - железо.

Ядерный реактор — устройство, предназначенное для организации управляемой самоподдерживающейся цепной реакции деления, которая всегда сопровождается выделением энергии.
Первый ядерный реактор построен и запущен в декабре 1942 года в США под руководством Э. Ферми. Первым реактором, построенным за пределами США, стал ZEEP, запущенный в Канаде 5 сентября 1945 года . В Европе первым ядерным реактором стала установка Ф-1, заработавшая 25 декабря 1946 года в Москве под руководством И. В. Курчатовa. К 1978 году в мире работало уже около сотни ядерных реакторов различных типов.

Квантовые числа - модель позволяющая описать энергетические уровни электронов не решая уравнение Шрёдингера (что для многоэлектронных систем требует космических усилий)

Есть четыре квантовых числа:
1. Главное квантовое число - n - показывает энергетический уровень.

  1. Орбитальное квантовое число - l - показывает форму орбитали на определенном энергетическом уровне. На уровне “n” могут находиться орбитали со значениями “l” от 0 до “n-1”. Например, на втором уровне может быть две орбитали, с числом “l” равным нулю и единице.

  2. Магнитное орбитальное квантовое число - m_l - показывает ориентацию орбитали в трехмерном пространстве.

  3. Магнитное спиновое квантовое число - m_s - показывает ориентацию спина (физическая характеристика частиц) в пространстве. Для электронов может принимать значения +1/2 и -1/2.

Существует несколько правил (правила Гунда, Клечковского и принцип Паули), которые описывают как используя эти числа можно описать электронную конфигурацию атома.