Ar žinojai Kuo klaidinga sąvoka „fizinis vakuumas“?

Fizinis vakuumas - reliatyvistinės kvantinės fizikos sąvoka, kuria jie reiškia mažiausią (žeminę) kvantuoto lauko energijos būseną, kuri turi nulinį impulsą, kampinį momentą ir kitus kvantinius skaičius. Reliatyvizmo teoretikai fiziniu vakuumu vadina erdvę, kurioje visiškai nėra materijos, užpildytą neišmatuojamu, todėl tik įsivaizduojamu lauku. Ši būsena, anot reliatyvistų, nėra absoliuti tuštuma, o erdvė, užpildyta kažkokiomis fantominėmis (virtualiomis) dalelėmis. Reliatyvistinė kvantinio lauko teorija teigia, kad pagal Heisenbergo neapibrėžtumo principą dalelės nuolat gimsta ir išnyksta fiziniame vakuume virtualios, tai yra tariamosios (regimos kam?) dalelės: atsiranda vadinamieji nulinio taško lauko svyravimai. Virtualios fizinio vakuumo dalelės, taigi ir pati, pagal apibrėžimą, neturi atskaitos sistemos, nes priešingu atveju būtų pažeistas Einšteino reliatyvumo principas, kuriuo remiasi reliatyvumo teorija (ty absoliuti matavimo sistema su nuoroda į fizinio vakuumo daleles taptų įmanoma, o tai savo ruožtu aiškiai paneigtų reliatyvumo principą, kuriuo grindžiamas SRT). Taigi fizikinis vakuumas ir jo dalelės yra ne fizinio pasaulio elementai, o tik reliatyvumo teorijos elementai, kurių realiame pasaulyje nėra, o tik reliatyvistinėse formulėse, tuo pačiu pažeidžiant priežastingumo principą (jie atsiranda ir išnyksta be priežasties), objektyvumo principas (gali būti laikomos virtualiosios dalelės, priklausomai nuo teoretiko noro, esamos arba neegzistuojančios), faktinio išmatavimo principas (nepastebimos, neturi savo ISO).

Kai vienas ar kitas fizikas vartoja „fizinio vakuumo“ sąvoką, jis arba nesupranta šio termino absurdiškumo, arba yra netikras, nes yra paslėptas ar atviras reliatyvistinės ideologijos šalininkas.

Lengviausias būdas suprasti šios sąvokos absurdiškumą yra atsigręžti į jos atsiradimo ištakas. Jį pagimdė Paulas Diracas 1930-aisiais, kai tapo aišku, kad neigti gryną eterį, kaip tai padarė puikus matematikas, bet vidutinis fizikas, nebeįmanoma. Yra per daug tam prieštaraujančių faktų.

Siekdamas apginti reliatyvizmą, Paulius Diracas pristatė afizinę ir nelogišką neigiamos energijos sampratą, o vėliau - dviejų energijų, kompensuojančių viena kitą vakuume - teigiamos ir neigiamos, „jūros“ egzistavimą, taip pat dalelių „jūrą“, kompensuojančią kiekvieną. kiti - virtualūs (tai yra tariamieji) elektronai ir pozitronai vakuume.

Išvestiniai kiekiai, kaip nurodyta 1 dalyje, gali būti išreikšti pagrindiniais. Norėdami tai padaryti, būtina įvesti dvi sąvokas: išvestinio dydžio matmenį ir apibrėžiančią lygtį.

Fizinio dydžio matmuo yra išraiška, atspindinti kiekio santykį su pagrindiniais dydžiais

sistema, kurioje manoma, kad proporcingumo koeficientas yra lygus vienetui.

Išvestinio dydžio apibrėžiamoji lygtis yra formulė, pagal kurią fizinis dydis gali būti aiškiai išreikštas kitais sistemos dydžiais. Šiuo atveju proporcingumo koeficientas šioje formulėje turi būti lygus vienetui. Pavyzdžiui, reguliuojanti greičio lygtis yra formulė

kur yra kūno tolygiai judant laikui nueito kelio ilgis Apibrėžiančioji jėgos lygtis sistemoje yra antrasis transliacinio judėjimo dinamikos dėsnis (antrasis Niutono dėsnis).

kur a yra pagreitis, kurį jėgos suteikia masės kūnui

Raskime kai kurių išvestinių mechanikos dydžių matmenis sistemoje. Atkreipkite dėmesį, kad reikia pradėti nuo tokių dydžių, kurie yra aiškiai išreikšti tik pagrindiniais sistemos dydžiais. Tokie dydžiai yra, pavyzdžiui, greitis, plotas, tūris.

Norėdami rasti greičio matmenis, vietoj kelio ilgio ir laiko pakeičiame jų matmenis ir T į formulę (2.1):

Sutarkime, kad dydžio matmenį žymime simboliu. Tada greičio matmuo bus parašytas formoje

Apibrėžiančios ploto ir tūrio lygtis yra formulės:

kur a yra kvadrato kraštinės ilgis, kubo krašto ilgis. Vietoj matmenų pakeisime ploto ir tūrio matmenis:

Sunku būtų rasti jėgos matmenį naudojant ją apibrėžiančią lygtį (2.2), nes mes nežinome pagreičio a matmens. Prieš nustatant jėgos matmenį, būtina rasti pagreičio matmenį,

naudojant tolygiai kintamo judesio pagreičio formulę:

kur yra kūno greičio kitimas laikui bėgant

Čia pakeitę mums jau žinomus greičio ir laiko matmenis, gauname

Dabar, naudodami (2.2) formulę, randame jėgos matmenį:

Lygiai taip pat norint gauti galios matmenį iš ją apibrėžiančios lygties, kur A yra per laiką atliktas darbas, pirmiausia reikia rasti darbo matmenį.

Iš aukščiau pateiktų pavyzdžių matyti, kad nėra abejinga, kokia seka turi būti išdėstytos apibrėžiančios lygtys, kai sudaroma tam tikra dydžių sistema, tai yra, nustatomi išvestinių dydžių matmenys.

Išvestinių dydžių išdėstymo seka kuriant sistemą turi atitikti šias sąlygas: 1) pirmasis turi būti dydis, išreikštas tik baziniais dydžiais; 2) kiekvienas paskesnis turi būti dydis, kuris išreiškiamas tik per pagrindinį ir tokius išvestinius, kurie yra prieš jį.

Kaip pavyzdį lentelėje pateikiame dydžių seką, atitinkančią šias sąlygas:

(žr. nuskaitymą)

Lentelėje pateikta reikšmių seka nėra vienintelė, kuri atitinka pirmiau minėtą sąlygą. Individualias vertes lentelėje galima pertvarkyti. Pavyzdžiui, tankis (5 eilutė) ir inercijos momentas (4 eilutė) arba jėgos momentas (11 eilutė) ir slėgis (12 eilutė) gali būti sukeisti, nes šių dydžių matmenys nustatomi nepriklausomai vienas nuo kito.

Tačiau šios sekos tankis negali būti dedamas prieš tūrį (2 eilutė), nes tankis išreiškiamas tūriu ir norint nustatyti jo matmenį, būtina žinoti tūrio matmenį. Jėgos, slėgio ir darbo momentas (13 eilutė) negali būti dedamas prieš jėgą, nes norint nustatyti jų matmenis, reikia žinoti jėgos matmenis.

Iš aukščiau pateiktos lentelės matyti, kad bet kurio fizinio dydžio sistemoje apskritai matmuo gali būti išreikštas lygybe

kur yra sveikieji skaičiai.

Mechanikos dydžių sistemoje dydžio matmuo išreiškiamas bendra forma formule

Pateikime bendra forma matmenų formules, atitinkamai, dydžių sistemose: elektrostatinėje ir elektromagnetinėje LMT, bet kurioje sistemoje ir bet kurioje sistemoje, kurios pagrindinių dydžių skaičius yra didesnis nei trys:

Iš (2.5) - (2.10) formulių išplaukia, kad kiekio matmuo yra pagrindinių dydžių, pakeltų iki atitinkamų laipsnių, matmenų sandauga.

Rodiklis, iki kurio pakeliamas į išvestinio dydžio matmenį įtraukto pagrindinio dydžio matmuo, vadinamas fizikinio dydžio matmens eksponentu. Paprastai matmenų rodikliai yra sveikieji skaičiai. Išimtis yra indikatoriai elektrostatiniuose ir

elektromagnetinės LMT sistemos, kuriose jos gali būti trupmeninės.

Kai kurie matmenų rodikliai gali būti lygūs nuliui. Taigi, formoje užrašęs greičio ir inercijos momento matmenis sistemoje

randame, kad greitis turi nulinį inercijos momento matmens indeksą – matmens y indeksą.

Gali pasirodyti, kad visi tam tikro dydžio matmenų rodikliai yra lygūs nuliui. Šis dydis vadinamas bedimensiju. Bedimensiniai dydžiai yra, pavyzdžiui, santykinė deformacija ir santykinė dielektrinė konstanta.

Dydis vadinamas matmeniu, jei jo matmenyje bent vienas iš pagrindinių dydžių yra padidintas iki laipsnio, kuris nėra lygus nuliui.

Žinoma, to paties kiekio matmenys skirtingose sistemose gali skirtis. Visų pirma, bematis dydis vienoje sistemoje gali pasirodyti matinis kitoje sistemoje. Pavyzdžiui, absoliuti dielektrinė konstanta elektrostatinėje sistemoje yra be matmenų, elektromagnetinėje sistemoje jos matmuo yra lygus dydžių sistemoje ir

Pavyzdys. Nustatykime, kaip keičiasi sistemos inercijos momentas, kai tiesiniai matmenys padidėja 2 kartus, o masė - 3 kartus.

Inercijos momento tolygumas

Naudodami (2.11) formulę gauname

Vadinasi, inercijos momentas padidės 12 kartų.

2. Naudodami fizikinių dydžių matmenis galite nustatyti, kaip pasikeis išvestinio vieneto dydis, pasikeitus pagrindinių vienetų, kuriais jis išreiškiamas, matmenims, taip pat nustatyti vienetų santykį skirtingose sistemose (žr. p. 216).

3. Fizinių dydžių matmenys leidžia aptikti klaidas sprendžiant fizikines problemas.

Gavę skaičiavimo formulę kaip sprendimo rezultatą, turėtumėte patikrinti, ar formulės kairės ir dešinės pusės matmenys sutampa. Šių matmenų neatitikimas rodo, kad sprendžiant problemą buvo padaryta klaida. Žinoma, matmenų sutapimas nereiškia, kad problema buvo išspręsta teisingai.

Kitų praktinių matmenų pritaikymų svarstymas nepatenka į šio vadovo taikymo sritį.

matmenų standartizavimo sertifikatas

Fizinio dydžio matmuo yra išraiška, parodanti šio dydžio ryšį su pagrindiniais tam tikros fizikinių dydžių sistemos dydžiais; rašoma kaip bazinius dydžius atitinkančių veiksnių laipsnių sandauga, kurioje skaitiniai koeficientai praleisti.

Kalbėdami apie dimensiją, turėtume atskirti fizikinių dydžių sistemos ir vienetų sistemos sąvokas. Fizinių dydžių sistema suprantama kaip fizinių dydžių rinkinys kartu su lygčių rinkiniu, susiejančiu šiuos dydžius vienas su kitu. Savo ruožtu vienetų sistema yra pagrindinių ir išvestinių vienetų rinkinys kartu su jų kartotiniais ir daliniais, apibrėžtais pagal nustatytas tam tikros fizikinių dydžių sistemos taisykles.

Visi dydžiai, įtraukti į fizikinių dydžių sistemą, skirstomi į pagrindinius ir išvestinius. Pagrindiniai dydžiai suprantami kaip dydžiai, kurie sąlygiškai parenkami kaip nepriklausomi, kad joks pagrindinis dydis negalėtų būti išreikštas kitais pagrindiniais. Visi kiti sistemos dydžiai nustatomi per pagrindinius dydžius ir vadinami išvestiniais.

Kiekvienas pagrindinis dydis yra susietas su dimensijos simboliu lotyniškos arba graikiškos abėcėlės didžiosiomis raidėmis, tada išvestinių dydžių matmenys nurodomi naudojant šiuos simbolius.

Tarptautinėje kiekių sistemoje (ISQ), kuria grindžiama Tarptautinė vienetų sistema (SI), pagrindiniai dydžiai pasirenkami ilgis, masė, laikas, elektros srovė, termodinaminė temperatūra, šviesos intensyvumas ir medžiagos kiekis. Jų matmenų simboliai pateikti lentelėje.

Norėdami nurodyti išvestinių dydžių matmenis, naudokite neryškų simbolį.

Pavyzdžiui, norint pasiekti greitį tolygiai judant,

kur kūno nuvažiuoto kelio ilgis laiku. Norint nustatyti greičio matmenis, o ne kelio ilgį ir laiką, jų matmenis reikia pakeisti šia formule:

Panašiai paaiškėja ir pagreičio matmuo

Iš antrojo Niutono dėsnio lygties, atsižvelgiant į jėgos matmens pagreičio matmenį, išplaukia:

Apskritai fizinio dydžio matmuo yra pagrindinių dydžių matmenų, padidintų iki įvairių (teigiamų ar neigiamų, sveikųjų ar trupmeninių) laipsnių, sandauga. Šios išraiškos eksponentai vadinami fizinio dydžio matmens rodikliais. Jei dydžio matmenyje bent vienas iš matmenų rodiklių nėra lygus nuliui, tai toks dydis vadinamas matmeniu, jei visi matmenų rodikliai lygūs nuliui, jis vadinamas bedimensiniu.

Matmenų simboliai taip pat naudojami dydžių sistemoms žymėti. Taigi dydžių sistema, kurios pagrindiniai dydžiai yra ilgis, masė ir laikas, vadinama LMT. Jos pagrindu buvo suformuotos tokios vienetų sistemos kaip SGS, ISS ir MTS.

Kaip matyti iš aukščiau, fizinio dydžio matmenys priklauso nuo naudojamų dydžių sistemos. Todėl visų pirma bematis dydis vienoje dydžių sistemoje gali tapti matiniu kitoje. Pavyzdžiui, LMT sistemoje elektrinė talpa turi L matmenį, o sferinio kūno talpos ir jo spindulio santykis yra bematis dydis, o Tarptautinėje kiekių sistemoje (ISQ) šis santykis nėra bematis. Tačiau daugelis praktikoje naudojamų bedimensių skaičių (pavyzdžiui, panašumo kriterijai, smulkiosios struktūros konstanta kvantinėje fizikoje arba Macho, Reynoldso, Strouhal ir kt. skaičiai kontinuuminėje mechanikoje) apibūdina tam tikrų fizikinių veiksnių santykinę įtaką ir yra santykis. tų pačių matmenų dydžių, todėl, nepaisant to, kad į juos įtraukiami dydžiai skirtingose sistemose gali turėti skirtingus matmenis, jie patys visada bus bedimensiniai.

Fizinio dydžio dydis yra skaičių, esančių fizikinio dydžio reikšmėje, reikšmė, o fizinio dydžio matmuo yra matavimo vienetas, esantis fizinio dydžio reikšmėje. Paprastai fizinis dydis turi daug skirtingų matmenų: pavyzdžiui, ilgis – metras, mylia, colis, parsekas, šviesmetis ir tt Kai kurie iš šių matavimo vienetų (neatsižvelgiant į jų dešimtainius koeficientus) gali būti įtraukti į įvairius fizinių vienetų sistemos - - SI, GHS ir kt. Pavyzdžiui, automobilį galima apibūdinti naudojant fizinį dydį, pvz., masę. Šio fizinio dydžio dydis bus 50, 100, 200 ir tt, o matmuo išreiškiamas masės vienetais - kilogramas, centneris, tona. Tą patį automobilį galima apibūdinti naudojant kitą fizinį dydį – greitį. Šiuo atveju dydis bus, pavyzdžiui, skaičius 100, o matmuo bus greičio vienetas: km/h.

Fizikiniai dydžiai ir jų matmenys

STUDENTŲ SĄVOKŲ APIE FIZINIUS KIEKIS IR ĮSTATYMŲ FORMAVIMAS

Fizinių dydžių klasifikacija

Fizinių dydžių matavimo vienetai. Vienetų sistemos.

Studentų fizinių sampratų ugdymo problemos

Studentų fizikinių dydžių sampratų formavimas rėminių atramų metodu

Studentų fizikinių dėsnių sampratų formavimas rėminių atramų metodu

Fizikiniai dydžiai ir jų matmenys

Fizinis dydisįvardykite savybę, kuri yra kokybiškai bendra daugeliui fizinių objektų, bet kiekybiškai individuali kiekvienam objektui (Bolsun, 1983)/

Priklausomybėmis tarpusavyje sujungtų fizinių funkcijų rinkinys vadinamas fizikinių dydžių sistema. PV sistema susideda iš pagrindiniai kiekiai, kurie sąlyginai priimami kaip nepriklausomi, ir nuo išvestinius kiekius, kurie išreiškiami pagrindiniais sistemos dydžiais.

Išvestiniai fizikiniai dydžiai- tai yra fiziniai dydžiai, įtraukti į sistemą ir nustatyti per bazinius šios sistemos dydžius. Matematinis ryšys (formulė), per kurį mus dominančio PV išvestinė yra aiškiai išreiškiama per kitus sistemos dydžius ir kuriame pasireiškia tiesioginis ryšys tarp jų, vadinamas apibrėžiančią lygtį. Pavyzdžiui, greitį apibrėžianti lygtis yra santykis

V = (1)

Patirtis rodo, kad PV sistema, apimanti visas fizikos šakas, gali būti sukurta remiantis septyniais pagrindiniais dydžiais: masė, laikas, ilgis, temperatūra, šviesos intensyvumas, medžiagos kiekis, elektros srovė.

Mokslininkai sutarė pagrindines funkcines funkcijas žymėti simboliais: ilgis (atstumas) bet kuriose lygtyse ir sistemose simboliu L (žodžio ilgis prasideda šia raide anglų ir vokiečių kalbomis), o laiką simboliu T (žodis laikas). prasideda šiuo laišku anglų kalba). Tas pats pasakytina apie masės (simbolis M), elektros srovės (simbolis I), termodinaminės temperatūros (simbolis Θ), medžiagos kiekio (simbolis) matmenis.

N), šviesos stipris (simbolis J). Šie simboliai vadinami matmenys ilgis ir laikas, masė ir kt., nepriklausomai nuo ilgio ar laiko dydžio. (Kartais šie simboliai vadinami loginiais operatoriais, kartais radikalais, bet dažniausiai matmenimis.) Taigi, Pagrindinio PV matmenys -Štai tiesiog FV simbolis lotyniškos arba graikiškos abėcėlės didžiąja raide.
Taigi, pavyzdžiui, greičio matmuo yra greičio simbolis, sudarytas iš dviejų raidžių LT −1 (pagal formulę (1)), kur T reiškia laiko matmenį, o L – ilgį laiko ir ilgio, neatsižvelgiant į konkretų jų dydį (sekundę, minutę, valandą, metrą, centimetrą ir kt.). Jėgos matmuo yra MLT −2 (pagal antrojo Niutono dėsnio lygtį F = ma). Bet kuri PV išvestinė turi dimensiją, nes yra lygtis, kuri nustato šį dydį. Fizikoje yra labai naudinga matematinė procedūra, vadinama matmenų analizė arba formulės tikrinimas pagal matmenis.

Vis dar yra dvi priešingos nuomonės dėl „dimensijos“ sąvokos. Prof. Koganas I. Sh., straipsnyje Fizinio dydžio matmenys(Koganas) pateikia tokius argumentus dėl šio ginčo Jau daugiau nei šimtą metų tęsiasi ginčai dėl matmenų fizinės reikšmės. Dvi nuomonės – matmuo reiškia fizikinį dydį, o matmuo reiškia matavimo vienetą – jau šimtmetį skirsto mokslininkus į dvi stovyklas. Pirmąjį požiūrį gynė žymus XX amžiaus pradžios fizikas A. Sommerfeldas. Antrąjį požiūrį gynė iškilus fizikas M. Planckas, fizinio dydžio matmenį laikęs savotišku susitarimu. Garsus metrologas L. Sena (1988) laikėsi požiūrio, pagal kurį matmens sąvoka reiškia visai ne fizikinį dydį, o jo matavimo vienetą. Tas pats požiūris pateikiamas populiariame I. Saveljevo fizikos vadovėlyje (2005).

Tačiau ši konfrontacija yra dirbtinė. Fizinio dydžio matmenys ir jo matavimo vienetai yra skirtingos fizinės kategorijos ir neturėtų būti lyginami. Tai yra atsakymo, kuris išsprendžia šią problemą, esmė.

Galime sakyti, kad fizinis dydis turi dimensiją, jei yra lygtis, kuri nustato šį dydį. Kol nėra lygties, nėra ir dimensijos, nors tai nereiškia, kad fizinis dydis nustoja egzistuoti objektyviai. Nėra objektyvaus poreikio, kad fizinio dydžio matavimo vienete būtų matmuo.

ir vėl matmenys fiziniai dydžiai tiems patiems fizikiniams dydžiams turi būti vienodi bet kurioje žvaigždžių sistemos planetoje. Tuo pačiu metu tų pačių dydžių matavimo vienetai gali pasirodyti bet kokie ir, žinoma, nepanašūs į mūsų žemiškuosius.

Toks požiūris į problemą rodo, kad Ir A. Sommerfeldas, ir M. Planckas teisūs. Kiekvienas iš jų tiesiog reiškė kažką skirtingą. A. Sommerfeldas turėjo omenyje fizikinių dydžių matmenis, o M. Plankas – matavimo vienetus. Supriešindami savo požiūrį vienas kitam, metrologai be pagrindo tapatina fizikinių dydžių matmenis su jų matavimo vienetais, taip dirbtinai supriešindami A. Sommerfeldo ir M. Plancko požiūrius.

Šiame vadove „matmenų“ sąvoka, kaip ir tikėtasi, reiškia PV ir nėra tapatinama su PV įrenginiais.

Metrologija

Tarpinis skyrius

Arklio uodega

Plazmolema

Mitochondrijos

Flagellar aksonema

Distalinė centriolė, sudaranti žvynelinę aksonemą

Proksimalinė centriolė

Ryšių skyrius

Šerdis

Pagrindinis kiekis Matmenų simbolis

Elektros srovė I

Termodinaminė temperatūra Θ

Medžiagos kiekis N

Šviesos intensyvumas J

Fizinio dydžio dydis yra skaičių, esančių fizinio dydžio reikšmėje, reikšmė.

Pavyzdžiui, automobilį galima apibūdinti naudojant fizinį dydį, pvz., masę. Šiuo atveju šio fizinio dydžio vertė bus, pavyzdžiui, 1 tona, o dydis bus skaičius 1 arba vertė bus 1000 kilogramų, o dydis bus skaičius 1000. Tas pats automobilis gali būti apibūdinamas naudojant kitą fizikinį dydį – greitį. Šiuo atveju šio fizinio dydžio reikšmė bus, pavyzdžiui, tam tikros krypties vektorius 100 km/h, o dydis bus skaičius 100

Fizinio dydžio matmuo yra matavimo vienetas, atsirandantis fizinio dydžio reikšmėje. Paprastai fizinis dydis turi daug skirtingų matmenų: pavyzdžiui, ilgis – metras, mylia, colis, parsekas, šviesmetis ir tt Kai kurie iš šių matavimo vienetų (neatsižvelgiant į jų dešimtainius koeficientus) gali būti įtraukti į įvairius fizinių vienetų sistemos – SI , SGS ir kt.

Fizinių dydžių matavimo vienetai ir matmenys. Fizinio dydžio matmens samprata

Fizikiniai dydžiai ir jų matmenys