Saviez-vous Quelle est la fausseté du concept de « vide physique » ?

Vide physique - le concept de physique quantique relativiste, par lequel ils désignent l'état d'énergie (sol) le plus bas d'un champ quantifié, qui a un moment nul, un moment cinétique et d'autres nombres quantiques. Les théoriciens relativistes appellent le vide physique un espace complètement dépourvu de matière, rempli d'un champ inmesurable, et donc uniquement imaginaire. Un tel état, selon les relativistes, n’est pas un vide absolu, mais un espace rempli de particules fantômes (virtuelles). La théorie relativiste des champs quantiques affirme que, conformément au principe d'incertitude de Heisenberg, virtuelles, c'est-à-dire apparentes (apparentes pour qui ?), des particules naissent et disparaissent constamment dans le vide physique : des oscillations de champ dites du point zéro se produisent. Les particules virtuelles du vide physique, et donc elles-mêmes, par définition, n'ont pas de système de référence, car sinon le principe de relativité d'Einstein, sur lequel repose la théorie de la relativité, serait violé (c'est-à-dire un système de mesure absolu avec référence aux particules du vide physique deviendrait possible, ce qui réfuterait clairement le principe de relativité sur lequel repose le SRT). Ainsi, le vide physique et ses particules ne sont pas des éléments du monde physique, mais seulement des éléments de la théorie de la relativité, qui n'existent pas dans le monde réel, mais uniquement dans des formules relativistes, tout en violant le principe de causalité (ils apparaissent et disparaître sans cause), le principe d'objectivité (les particules virtuelles peuvent être considérées, selon le désir du théoricien, comme existantes ou inexistantes), le principe de mesurabilité factuelle (non observables, n'ayant pas leur propre ISO).

Lorsque l’un ou l’autre physicien utilise le concept de « vide physique », soit il ne comprend pas l’absurdité de ce terme, soit il est hypocrite, étant un adepte caché ou manifeste de l’idéologie relativiste.

La manière la plus simple de comprendre l’absurdité de ce concept est de se tourner vers les origines de son apparition. Il est né de Paul Dirac dans les années 1930, lorsqu’il est devenu clair que nier l’éther sous sa forme pure, comme l’avait fait un grand mathématicien mais un physicien médiocre, n’était plus possible. Il y a trop de faits qui contredisent cela.

Pour défendre le relativisme, Paul Dirac a introduit le concept aphysique et illogique d'énergie négative, puis l'existence d'une « mer » de deux énergies se compensant dans le vide – positive et négative, ainsi qu'une « mer » de particules se compensant chacune. autre - électrons et positrons virtuels (c'est-à-dire apparents) dans le vide.

Les grandeurs dérivées, comme indiqué au § 1, peuvent être exprimées en termes de grandeurs de base. Pour ce faire, il est nécessaire d'introduire deux notions : la dimension de la grandeur dérivée et l'équation qui la définit.

La dimension d'une grandeur physique est une expression qui reflète la relation d'une grandeur avec les grandeurs de base

système dans lequel le coefficient de proportionnalité est supposé égal à l’unité.

L'équation déterminante d'une quantité dérivée est une formule par laquelle une quantité physique peut être explicitement exprimée à travers d'autres quantités du système. Dans ce cas, le coefficient de proportionnalité dans cette formule doit être égal à un. Par exemple, l’équation déterminante de la vitesse est la formule

où est la longueur du trajet parcouru par un corps lors d'un mouvement uniforme dans le temps. L'équation de force déterminante dans le système est la deuxième loi de la dynamique du mouvement de translation (la deuxième loi de Newton) :

où a est l'accélération conférée par la force à un corps de masse

Trouvons les dimensions de certaines grandeurs dérivées de la mécanique dans le système. Notez qu'il faut commencer par de telles grandeurs qui ne sont explicitement exprimées qu'à travers les grandeurs de base du système. De telles grandeurs sont, par exemple, la vitesse, la surface, le volume.

Pour trouver la dimension de la vitesse, nous substituons leurs dimensions et T dans la formule (2.1) au lieu de la longueur du trajet et du temps :

Convenons de désigner la dimension d'une grandeur par le symbole Alors la dimension de la vitesse s'écrira sous la forme.

Les équations déterminantes de l'aire et du volume sont les formules :

où a est la longueur du côté du carré, la longueur du bord du cube. En substituant à la dimension, nous trouvons les dimensions de surface et de volume :

Il serait difficile de trouver la dimension de la force à l’aide de son équation de définition (2.2), puisque nous ne connaissons pas la dimension de l’accélération a. Avant de déterminer la dimension de la force, il faut trouver la dimension de l'accélération,

en utilisant la formule d'accélération d'un mouvement uniformément alternatif :

où est le changement de vitesse du corps au fil du temps

En substituant ici les dimensions de vitesse et de temps déjà connues, on obtient

Maintenant, en utilisant la formule (2.2), on trouve la dimension de la force :

De la même manière, pour obtenir la dimension du pouvoir à partir de son équation de définition où A est le travail effectué pendant le temps, il faut d'abord trouver la dimension du travail.

Des exemples ci-dessus, il s'ensuit qu'il n'est pas indifférent dans quel ordre les équations de définition doivent être disposées lors de la construction d'un système de quantités donné, c'est-à-dire lors de l'établissement des dimensions des quantités dérivées.

La séquence d'arrangement des grandeurs dérivées lors de la construction d'un système doit satisfaire aux conditions suivantes : 1) la première doit être une grandeur qui s'exprime uniquement à travers les grandeurs de base ; 2) chaque quantité suivante doit être une quantité qui s'exprime uniquement à travers la base et les dérivées qui la précèdent.

A titre d'exemple, nous présentons dans le tableau une séquence de grandeurs qui satisfait aux conditions suivantes :

(voir scan)

La séquence de valeurs donnée dans le tableau n'est pas la seule à satisfaire la condition ci-dessus. Les valeurs individuelles du tableau peuvent être réorganisées. Par exemple, la densité (ligne 5) et le moment d'inertie (ligne 4) ou le moment de force (ligne 11) et la pression (ligne 12) peuvent être intervertis, puisque les dimensions de ces grandeurs sont déterminées indépendamment les unes des autres.

Mais la densité dans cette séquence ne peut pas être placée avant le volume (ligne 2), puisque la densité s'exprime par le volume et pour déterminer sa dimension il faut connaître la dimension du volume. Le moment de force, de pression et de travail (ligne 13) ne peut être placé avant la force, puisque pour déterminer leur dimension il faut connaître la dimension de la force.

Du tableau ci-dessus, il s'ensuit que la dimension de toute grandeur physique dans le système en général peut être exprimée par l'égalité

où sont les entiers.

Dans le système des grandeurs de la mécanique, la dimension d'une grandeur est exprimée sous forme générale par la formule

Présentons sous forme générale les formules de dimension, respectivement, dans les systèmes de grandeurs : en LMT électrostatique et électromagnétique, dans et dans tout système avec le nombre de grandeurs de base supérieur à trois :

Des formules (2.5) - (2.10), il s'ensuit que la dimension d'une grandeur est le produit des dimensions des grandeurs de base élevées aux puissances appropriées.

L'exposant auquel est élevée la dimension de la grandeur de base, incluse dans la dimension de la grandeur dérivée, est appelé l'indice de dimension de la grandeur physique. En règle générale, les indicateurs de dimension sont des nombres entiers. L'exception concerne les indicateurs électrostatiques et

systèmes électromagnétiques LMT, dans lesquels ils peuvent être fractionnés.

Certains indicateurs de dimension peuvent être égaux à zéro. Ainsi, après avoir noté les dimensions de vitesse et de moment d'inertie dans le système sous la forme

on constate que la vitesse a un indice nul de la dimension du moment d'inertie - l'indice de la dimension y.

Il se peut que tous les indicateurs de dimension d'une certaine quantité soient égaux à zéro. Cette quantité est dite sans dimension. Les grandeurs sans dimension sont, par exemple, la déformation relative et la constante diélectrique relative.

Une grandeur est dite dimensionnelle si dans sa dimension au moins une des grandeurs de base est élevée à une puissance non égale à zéro.

Bien entendu, les dimensions d’une même quantité dans différents systèmes peuvent être différentes. En particulier, une quantité sans dimension dans un système peut s’avérer dimensionnelle dans un autre système. Par exemple, la constante diélectrique absolue dans un système électrostatique est sans dimension, dans un système électromagnétique sa dimension est égale à et dans un système de grandeurs

Exemple. Déterminons comment le moment d'inertie du système change avec une augmentation des dimensions linéaires de 2 fois et de la masse de 3 fois.

Uniformité du moment d'inertie

En utilisant la formule (2.11), on obtient

Par conséquent, le moment d’inertie augmentera de 12 fois.

2. En utilisant les dimensions des grandeurs physiques, vous pouvez déterminer comment la taille d'une unité dérivée changera avec un changement dans les dimensions des unités de base à travers lesquelles elle est exprimée, et également établir le rapport des unités dans différents systèmes (voir p .216).

3. Les dimensions des grandeurs physiques permettent de détecter des erreurs lors de la résolution de problèmes physiques.

Après avoir reçu la formule de calcul à la suite de la solution, vous devez vérifier si les dimensions des côtés gauche et droit de la formule coïncident. L'écart entre ces dimensions indique qu'une erreur a été commise dans la résolution du problème. Bien entendu, la coïncidence des dimensions ne signifie pas que le problème a été résolu correctement.

La prise en compte d’autres applications pratiques des dimensions dépasse le cadre de ce manuel.

certification de normalisation des dimensions

La dimension d'une grandeur physique est une expression montrant la relation de cette grandeur avec les grandeurs de base d'un système donné de grandeurs physiques ; s'écrit comme un produit de puissances de facteurs correspondant aux grandeurs de base, dans lequel les coefficients numériques sont omis.

En parlant de dimension, nous devons distinguer les concepts de système de grandeurs physiques et de système d'unités. Un système de grandeurs physiques est compris comme un ensemble de grandeurs physiques ainsi qu'un ensemble d'équations qui relient ces grandeurs les unes aux autres. À son tour, un système d'unités est un ensemble d'unités de base et dérivées, ainsi que leurs multiples et sous-multiples, définis conformément aux règles établies pour un système donné de grandeurs physiques.

Toutes les grandeurs incluses dans le système de grandeurs physiques sont divisées en fondamentales et dérivées. Les grandeurs de base sont comprises comme des grandeurs qui sont conditionnellement choisies comme indépendantes de sorte qu'aucune grandeur fondamentale ne puisse être exprimée par d'autres grandeurs fondamentales. Toutes les autres grandeurs du système sont déterminées par les grandeurs de base et sont appelées dérivées.

Chaque grandeur de base est associée à un symbole de dimension sous la forme d'une lettre majuscule de l'alphabet latin ou grec, puis les dimensions des grandeurs dérivées sont désignées à l'aide de ces symboles.

Dans le Système international de grandeurs (ISQ), sur lequel est basé le Système international d'unités (SI), la longueur, la masse, le temps, le courant électrique, la température thermodynamique, l'intensité lumineuse et la quantité de matière sont sélectionnés comme grandeurs de base. Les symboles de leurs dimensions sont donnés dans le tableau.

Pour indiquer les dimensions des quantités dérivées, utilisez le symbole faible.

Par exemple, pour la vitesse lors d'un mouvement uniforme,

où est la longueur du chemin parcouru par le corps dans le temps. Afin de déterminer la dimension de la vitesse, au lieu de la longueur du trajet et du temps, il faut substituer leurs dimensions dans cette formule :

De même pour la dimension d’accélération il s’avère

De l’équation de la deuxième loi de Newton, prenant en compte la dimension de l’accélération pour la dimension de la force, il résulte :

En général, la dimension d'une grandeur physique est le produit des dimensions de grandeurs de base élevées à diverses puissances (positives ou négatives, entières ou fractionnaires). Les exposants de cette expression sont appelés indicateurs de la dimension d'une grandeur physique. Si dans la dimension d'une grandeur au moins un des indicateurs de dimension n'est pas égal à zéro, alors une telle grandeur est dite dimensionnelle, si tous les indicateurs de dimension sont égaux à zéro, elle est dite sans dimension ;

Les symboles de dimension sont également utilisés pour désigner des systèmes de quantités. Ainsi, un système de grandeurs dont les principales grandeurs sont la longueur, la masse et le temps est désigné comme LMT. Sur cette base, des systèmes d'unités telles que SGS, ISS et MTS ont été formés.

Comme il ressort de ce qui précède, la dimension d'une grandeur physique dépend du système de grandeurs utilisé. Par conséquent, en particulier, une quantité sans dimension dans un système de quantités peut devenir dimensionnelle dans un autre. Par exemple, dans le système LMT, la capacité électrique a la dimension L et le rapport de la capacité d'un corps sphérique à son rayon est une quantité sans dimension, alors que dans le Système international de grandeurs (ISQ), ce rapport n'est pas sans dimension. Cependant, de nombreux nombres sans dimension utilisés en pratique (par exemple, les critères de similarité, la constante de structure fine en physique quantique, ou les nombres de Mach, Reynolds, Strouhal, etc. en mécanique des milieux continus) caractérisent l'influence relative de certains facteurs physiques et sont le rapport de quantités de mêmes dimensions, par conséquent, malgré le fait que les quantités qui y sont incluses dans différents systèmes peuvent avoir des dimensions différentes, elles seront elles-mêmes toujours sans dimension.

La taille d'une grandeur physique est la signification des nombres apparaissant dans la valeur d'une grandeur physique, et la dimension d'une grandeur physique est une unité de mesure apparaissant dans la valeur d'une grandeur physique. En règle générale, une grandeur physique a de nombreuses dimensions différentes : par exemple, longueur - mètre, mile, pouce, parsec, année-lumière, etc. Certaines de ces unités de mesure (sans tenir compte de leurs facteurs décimaux) peuvent être incluses dans diverses systèmes d'unités physiques - - SI, GHS, etc. Par exemple, une voiture peut être caractérisée à l'aide d'une grandeur physique telle que la masse. La taille de cette grandeur physique sera de 50, 100, 200, etc., et la dimension est exprimée en unités de masse - kilogramme, centième, tonne. La même voiture peut être caractérisée à l’aide d’une autre grandeur physique : la vitesse. Dans ce cas, la taille sera par exemple le nombre 100, et la dimension sera l'unité de vitesse : km/h.

Grandeurs physiques et leurs dimensions

FORMATION DES CONCEPTS DES ÉTUDIANTS SUR LES GRANDEURS PHYSIQUES ET LES LOIS

Classification des grandeurs physiques

Unités de mesure des grandeurs physiques. Systèmes d'unités.

Problèmes de développement de concepts physiques chez les étudiants

Formation des concepts des élèves sur les grandeurs physiques à l'aide de la méthode des supports de charpente

Formation des concepts des étudiants sur les lois physiques à l'aide de la méthode des supports de charpente

Grandeurs physiques et leurs dimensions

Taille physique nommer une propriété qui est qualitativement commune à de nombreux objets physiques, mais quantitativement individuelle pour chaque objet (Bolsun, 1983)/

Un ensemble de fonctions physiques interconnectées par des dépendances est appelé un système de grandeurs physiques. Le système photovoltaïque se compose de quantités de base, qui sont conditionnellement acceptés comme indépendants, et de grandeurs dérivées, qui sont exprimés à travers les quantités de base du système.

Grandeurs physiques dérivées- ce sont des grandeurs physiques incluses dans le système et déterminées à travers les grandeurs de base de ce système. La relation mathématique (formule) par laquelle la dérivée du PV qui nous intéresse est exprimée explicitement à travers d'autres quantités du système et dans laquelle la connexion directe entre elles se manifeste est appelée définition de l'équation. Par exemple, l’équation déterminante de la vitesse est la relation

V = (1)

L'expérience montre que le système photovoltaïque, couvrant toutes les branches de la physique, peut être construit sur sept grandeurs de base : masse, temps, longueur, température, intensité lumineuse, quantité de substance, courant électrique.

Les scientifiques ont convenu de désigner les principales fonctions fonctionnelles par des symboles : la longueur (distance) dans toutes les équations et tous les systèmes par le symbole L (le mot longueur commence par cette lettre en anglais et en allemand) et le temps par le symbole T (le mot temps commence par cette lettre en anglais). Il en va de même pour les dimensions de la masse (symbole M), du courant électrique (symbole I), de la température thermodynamique (symbole Θ), de la quantité de matière (symbole

N), intensité lumineuse (symbole J). Ces symboles sont appelés dimensions longueur et temps, masse, etc., quelle que soit la taille de la longueur ou du temps. (Parfois ces symboles sont appelés opérateurs logiques, parfois radicaux, mais le plus souvent dimensions.) Ainsi, Dimension du PV principal -Ce juste Symbole FV sous la forme d'une lettre majuscule de l'alphabet latin ou grec.
Ainsi, par exemple, la dimension de vitesse est un symbole de vitesse sous la forme de deux lettres LT −1 (selon la formule (1)), où T représente la dimension du temps, et L - la longueur. Ces symboles désignent le PV. de temps et de durée, quelle que soit leur taille spécifique (seconde, minute, heure, mètre, centimètre, etc.). La dimension de la force est MLT −2 (d'après l'équation de la deuxième loi de Newton F = ma). Toute dérivée du PV a une dimension, puisqu'il existe une équation qui détermine cette quantité. Il existe une procédure mathématique extrêmement utile en physique appelée analyse dimensionnelle ou vérification d'une formule par dimension.

Il existe encore deux avis opposés concernant la notion de « dimension ». Prof. Kogan I. Sh., dans l'article Dimension d'une grandeur physique(Kogan,) donne les arguments suivants concernant ce différend. Depuis plus de cent ans, les débats sur la signification physique des dimensions se poursuivent. Deux opinions – la dimension fait référence à une grandeur physique et la dimension fait référence à une unité de mesure – divisent les scientifiques en deux camps depuis un siècle. Le premier point de vue a été défendu par le célèbre physicien du début du XXe siècle A. Sommerfeld. Le deuxième point de vue a été défendu par l'éminent physicien M. Planck, qui considérait la dimension d'une grandeur physique comme une sorte de convention. Le célèbre métrologue L. Sena (1988) a adhéré au point de vue selon lequel la notion de dimension ne fait pas du tout référence à une grandeur physique, mais à son unité de mesure. Le même point de vue est présenté dans le manuel populaire de physique de I. Savelyev (2005).

Mais cette confrontation est artificielle. La dimension d'une grandeur physique et son unité de mesure sont des catégories physiques différentes et ne doivent pas être comparées. C’est l’essence de la réponse qui résout ce problème.

On peut dire qu'une grandeur physique a une dimension dans la mesure où il existe une équation qui détermine cette grandeur. Tant qu’il n’y a pas d’équation, il n’y a pas de dimension, même si cela ne fait pas cesser objectivement l’existence de la quantité physique. Il n’y a aucune nécessité objective de l’existence d’une dimension dans une unité de mesure d’une grandeur physique.

Encore, dimensions grandeurs physiques pour les mêmes grandeurs physiques ça doit être le même sur n'importe quelle planète dans n'importe quel système stellaire. Dans le même temps, les unités de mesure des mêmes quantités peuvent s'avérer n'importe quoi et, bien sûr, pas similaires à nos unités terrestres.

Cette vision du problème suggère que A. Sommerfeld et M. Planck ont ​​tous deux raison. Chacun d’eux signifiait simplement quelque chose de différent. A. Sommerfeld voulait dire les dimensions des grandeurs physiques, et M. Planck voulait dire les unités de mesure. En contrastant leurs points de vue, les métrologues assimilent sans fondement les dimensions des grandeurs physiques à leurs unités de mesure, contrastant ainsi artificiellement les points de vue de A. Sommerfeld et M. Planck.

Dans ce manuel, le concept de « dimension », comme prévu, fait référence au PV et n'est pas identifié aux unités PV.

Métrologie

Département intermédiaire

Queue de cheval

Plasmolemme

Mitochondries

Axonème flagellaire

Centriole distal formant l'axonème flagellaire

Centriole proximal

Service de liaison

Cœur

La dimension d'une grandeur physique est une expression montrant la relation de cette grandeur avec les grandeurs de base d'un système donné de grandeurs physiques ; s'écrit comme un produit de puissances de facteurs correspondant aux grandeurs de base, dans lequel les coefficients numériques sont omis.

En parlant de dimension, nous devons distinguer les concepts de système de grandeurs physiques et de système d'unités. Un système de grandeurs physiques est compris comme un ensemble de grandeurs physiques ainsi qu'un ensemble d'équations qui relient ces grandeurs les unes aux autres. À son tour, un système d'unités est un ensemble d'unités de base et dérivées, ainsi que leurs multiples et sous-multiples, définis conformément aux règles établies pour un système donné de grandeurs physiques.

Toutes les grandeurs incluses dans le système de grandeurs physiques sont divisées en fondamentales et dérivées. Les grandeurs de base sont comprises comme des grandeurs qui sont conditionnellement choisies comme indépendantes de sorte qu'aucune grandeur fondamentale ne puisse être exprimée par d'autres grandeurs fondamentales. Toutes les autres grandeurs du système sont déterminées par les grandeurs de base et sont appelées dérivées.

Chaque grandeur de base est associée à un symbole de dimension sous la forme d'une lettre majuscule de l'alphabet latin ou grec, puis les dimensions des grandeurs dérivées sont désignées à l'aide de ces symboles.

Quantité de base Symbole pour la dimension

Courant électrique I

Température thermodynamique Θ

Quantité de substance N

Intensité lumineuse J

En général, la dimension d'une grandeur physique est le produit des dimensions de grandeurs de base élevées à diverses puissances (positives ou négatives, entières ou fractionnaires). Les exposants de cette expression sont appelés indicateurs de la dimension d'une grandeur physique. Si dans la dimension d'une quantité au moins un des indicateurs de dimension n'est pas égal à zéro, alors une telle quantité est appelée dimensionnelle, si tous les indicateurs de dimension sont égaux à zéro - sans dimension.

La taille d'une grandeur physique est la signification des nombres apparaissant dans la valeur d'une grandeur physique.

Par exemple, une voiture peut être caractérisée à l’aide d’une grandeur physique telle que la masse. Dans ce cas, la valeur de cette quantité physique sera, par exemple, 1 tonne, et la taille sera le chiffre 1, ou la valeur sera 1 000 kilogrammes, et la taille sera le chiffre 1 000. La même voiture peut être caractérisé à l'aide d'une autre grandeur physique - la vitesse. Dans ce cas, la valeur de cette grandeur physique sera, par exemple, un vecteur d'une certaine direction de 100 km/h, et la taille sera le nombre 100.

La dimension d'une grandeur physique est une unité de mesure qui apparaît dans la valeur d'une grandeur physique. En règle générale, une grandeur physique a de nombreuses dimensions différentes : par exemple, longueur - mètre, mile, pouce, parsec, année-lumière, etc. Certaines de ces unités de mesure (sans tenir compte de leurs facteurs décimaux) peuvent être incluses dans diverses systèmes d'unités physiques - SI , SGS, etc.