Kenmerken van thermische straling. Straling van een verwarmd lichaam Straling van verwarmde lichamen

Wetten van thermische straling. Stralende warmte.

Dit kan voor sommigen nieuws zijn, maar de overdracht van temperatuur vindt niet alleen plaats door thermische geleidbaarheid door de aanraking van het ene lichaam met het andere. Elk lichaam (vast, vloeibaar en gasvormig) zendt warmtestralen van een bepaalde golf uit. Deze stralen, die het ene lichaam verlaten, worden door een ander lichaam geabsorbeerd en nemen warmte op. En ik zal proberen je uit te leggen hoe dit gebeurt, en hoeveel warmte we thuis verliezen door deze straling. (Ik denk dat velen geïnteresseerd zullen zijn om deze cijfers te zien). Aan het einde van het artikel zullen we een probleem oplossen aan de hand van een echt voorbeeld.

Het artikel bevat formules van drie verdiepingen en integrale uitdrukkingen voor wiskundigen, maar wees er niet bang voor, je hoeft je niet eens in deze formules te verdiepen. In het probleem zal ik je formules geven die in één keer kunnen worden opgelost, en je hoeft niet eens hogere wiskunde te kennen, het is voldoende om elementaire rekenkunde te kennen.

Ik ben er meer dan eens van overtuigd dat terwijl ik bij een vuur zat (meestal een groot vuur), mijn gezicht verbrand werd door deze stralen. En als ik het vuur met mijn handpalmen bedekte en mijn armen uitgestrekt waren, bleek dat mijn gezicht niet meer brandde. Het is niet moeilijk te raden dat deze stralen zo recht zijn als licht. Het is niet de lucht die rond het vuur circuleert, of zelfs de lucht, die mij verbrandt, maar de directe, onzichtbare hittestralen die uit het vuur komen.

In de ruimte bestaat er meestal een vacuüm tussen de planeten en daarom wordt de temperatuuroverdracht uitsluitend uitgevoerd door warmtestralen (alle stralen zijn elektromagnetische golven).

Thermische straling heeft dezelfde aard als licht en elektromagnetische straling (golven). Simpel gezegd hebben deze golven (stralen) verschillende golflengten.

Golflengten in het bereik van 0,76 - 50 micron worden bijvoorbeeld infrarood genoemd. Alle lichamen bij kamertemperatuur +20 °C zenden voornamelijk infrarode golven uit met golflengten dichtbij 10 micron.

Elk lichaam, tenzij de temperatuur verschilt van het absolute nulpunt (-273,15 ° C), is in staat straling naar de omringende ruimte te sturen. Daarom zendt elk lichaam stralen uit op de omringende lichamen en wordt het op zijn beurt beïnvloed door de straling van deze lichamen.

Alle meubels in huis (stoel, tafel, muren en zelfs een bank) geven warmtestralen af.

Warmtestraling kan door het lichaam worden geabsorbeerd of doorgelaten, maar kan ook eenvoudigweg door het lichaam worden gereflecteerd. De reflectie van warmtestralen is vergelijkbaar met die van een lichtstraal die door een spiegel wordt gereflecteerd. De absorptie van thermische straling is vergelijkbaar met hoe een zwart dak erg heet wordt door zonnestralen. En de penetratie of doorgang van stralen is vergelijkbaar met hoe stralen door glas of lucht gaan. Het meest voorkomende type elektromagnetische straling in de natuur is thermische straling.

De zogenaamde relictstraling, of kosmische microgolfachtergrond, komt qua eigenschappen heel dicht in de buurt van een zwart lichaam: straling die het heelal vult met een temperatuur van ongeveer 3 K.

Over het algemeen is het in de wetenschap van de thermische techniek, om de processen van thermische straling te verklaren, handig om het concept van een zwart lichaam te gebruiken om de processen van thermische straling kwalitatief te verklaren. Alleen een zwart lichaam kan berekeningen op de een of andere manier gemakkelijker maken.

Zoals hierboven beschreven is ieder lichaam in staat om:

Zwart lichaam- dit is een lichaam dat thermische energie volledig absorbeert, dat wil zeggen dat het geen stralen reflecteert en dat thermische straling er niet doorheen gaat. Maar vergeet niet dat een zwart lichaam thermische energie uitzendt.

Daarom is het zo eenvoudig om berekeningen op dit lichaam toe te passen.

Welke moeilijkheden doen zich voor bij berekeningen als het lichaam geen zwart lichaam is?

Een lichaam dat geen zwart lichaam is, heeft de volgende factoren:

Deze twee factoren bemoeilijken de berekening zo erg dat ‘moeder, maak je geen zorgen’. Het is heel moeilijk om dat te denken. Maar wetenschappers hebben niet echt uitgelegd hoe ze het grijze lichaam moeten berekenen. Een grijs lichaam is trouwens een lichaam dat geen zwart lichaam is.

Er is ook een concept: Wit lichaam en transparant lichaam, maar daarover hieronder meer.

Thermische straling heeft verschillende frequenties (verschillende golven) en elk individueel lichaam kan een andere stralingsgolflengte hebben. Bovendien kan deze golflengte veranderen als de temperatuur verandert, en ook de intensiteit (stralingssterkte) ervan.

Al deze factoren zullen het proces zo ingewikkeld maken dat het moeilijk is om een universele formule te vinden voor het berekenen van energieverliezen als gevolg van straling. En daarom wordt in leerboeken en in alle literatuur een zwart lichaam gebruikt voor berekeningen, en worden andere grijze lichamen gebruikt als onderdeel van het zwarte lichaam. Om het grijze lichaam te berekenen, wordt de zwartheidscoëfficiënt gebruikt. Deze coëfficiënten worden voor sommige materialen vermeld in naslagwerken.

Laten we eens kijken naar een afbeelding die de complexiteit van het berekenen van de emissiviteit bevestigt.

De figuur toont twee ballen die deeltjes van deze bal bevatten. Rode pijlen zijn stralen die door deeltjes worden uitgezonden.

Denk aan een zwart lichaam.

Binnen in het zwarte lichaam bevinden zich diep van binnen enkele deeltjes die oranje zijn aangegeven. Ze zenden stralen uit die andere nabijgelegen deeltjes absorberen, die geel zijn aangegeven. De stralen van oranje deeltjes van een zwart lichaam kunnen niet door andere deeltjes heen gaan. En daarom zenden alleen de buitenste deeltjes van deze bal stralen uit over het hele oppervlak van de bal. Daarom is de berekening van het zwarte lichaam eenvoudig te berekenen. Het is ook algemeen aanvaard dat een zwart lichaam het hele spectrum aan golven uitzendt. Dat wil zeggen, het zendt alle beschikbare golven van verschillende lengtes uit. Een grijs lichaam kan een deel van het golfspectrum uitzenden, alleen van een bepaalde golflengte.

Denk aan een grijs lichaam.

In het grijze lichaam zenden de deeltjes binnenin een deel van de straling uit die door andere deeltjes gaat. En dit is de enige reden waarom de berekening ingewikkelder wordt.

Thermische straling- dit is elektromagnetische straling die ontstaat als gevolg van de omzetting van de energie van thermische beweging van lichaamsdeeltjes in stralingsenergie. Het is de thermische aard van de excitatie van elementaire emitters (atomen, moleculen, enz.) die thermische straling contrasteert met alle andere soorten luminescentie en bepaalt dat de specifieke eigenschap ervan alleen afhangt van de temperatuur en de optische kenmerken van het emitterende lichaam.

De ervaring leert dat thermische straling in alle lichamen wordt waargenomen bij elke temperatuur anders dan 0 K. Uiteraard zijn de intensiteit en de aard van de straling afhankelijk van de temperatuur van het emitterende lichaam. Alle lichamen met een kamertemperatuur van + 20 ° C zenden bijvoorbeeld voornamelijk infrarode golven uit met golflengten van bijna 10 micron, en de zon zendt energie uit, waarvan het maximum 0,5 micron bedraagt, wat overeenkomt met het zichtbare bereik. Bij T → 0 K stoten lichamen praktisch niet uit.

Thermische straling leidt tot een afname van de interne energie van het lichaam en bijgevolg tot een verlaging van de lichaamstemperatuur, tot afkoeling. Een verwarmd lichaam geeft interne energie vrij als gevolg van thermische straling en koelt af tot de temperatuur van de omringende lichamen. Door straling te absorberen kunnen koude lichamen op hun beurt opwarmen. Dergelijke processen, die ook in vacuüm kunnen plaatsvinden, worden straling genoemd.

Puur zwart lichaam- een fysieke abstractie die wordt gebruikt in de thermodynamica, een lichaam dat alle elektromagnetische straling die erop valt in alle bereiken absorbeert en niets reflecteert. Ondanks de naam kan een volledig zwart lichaam zelf elektromagnetische straling van elke frequentie uitzenden en visueel kleur hebben. Het stralingsspectrum van een volledig zwart lichaam wordt alleen bepaald door de temperatuur.

Tafel:

(Temperatuurbereik in Kelvin en hun kleur)

tot 1000 Rood

1000-1500 Oranje

1500-2000 Geel

2000-4000 Lichtgeel

4000-5500 Geelachtig wit

5500-7000 Zuiver wit

7000-9000 Blauwachtig wit

9000-15000 Wit-blauw

15000-∞ Blauw

Overigens hebben we op basis van de golflengte (kleur) de temperatuur van de zon bepaald, deze is ongeveer 6000 Kelvin. Kolen gloeien meestal rood. Doet dit je ergens aan denken? De temperatuur kun je bepalen aan de hand van de kleur. Dat wil zeggen, er zijn apparaten die de golflengte meten en daarmee de temperatuur van het materiaal bepalen.

De zwartste echte stoffen, bijvoorbeeld roet, absorberen tot 99% van de invallende straling (d.w.z. hebben een albedo van 0,01) in het zichtbare golflengtebereik, maar ze absorberen infraroodstraling veel minder goed. De diepzwarte kleur van sommige materialen (houtskool, zwart fluweel) en de pupil van het menselijk oog worden door hetzelfde mechanisme verklaard. Van de lichamen van het zonnestelsel heeft de zon in de grootste mate de eigenschappen van een volledig zwart lichaam. Per definitie reflecteert de zon vrijwel geen straling. De term werd in 1862 bedacht door Gustav Kirchhoff.

Volgens de spectrale classificatie behoort de zon tot het G2V-type (“gele dwerg”). De oppervlaktetemperatuur van de zon bereikt 6000 K, dus de zon schijnt met bijna wit licht, maar door de absorptie van een deel van het spectrum door de atmosfeer van de aarde nabij het oppervlak van onze planeet krijgt dit licht een gele tint.

Absoluut zwarte lichamen absorberen 100% en worden tegelijkertijd warm, en omgekeerd! een verwarmd lichaam - straalt 100% uit, dit betekent dat er een strikt patroon (formule van straling van het zwarte lichaam) bestaat tussen de temperatuur van de zon - en zijn spectrum - aangezien zowel het spectrum als de temperatuur al zijn bepaald - ja, de zon heeft dat gedaan geen afwijkingen van deze parameters!

In de astronomie bestaat zo'n diagram - "Spectrum-Luminositeit", en dus behoort onze zon tot de "hoofdreeks" van sterren, waartoe de meeste andere sterren behoren, dat wil zeggen dat bijna alle sterren "absoluut zwarte lichamen" zijn, vreemd als het lijkt misschien... Uitzonderingen - witte dwergen, rode reuzen en nova's, supernova's...

Dit is iemand die geen natuurkunde heeft gestudeerd op school.

Een volledig zwart lichaam absorbeert ALLE straling en zendt meer uit dan alle andere lichamen (hoe meer een lichaam absorbeert, hoe meer het opwarmt; hoe meer het opwarmt, hoe meer het uitstraalt).

Laten we twee oppervlakken hebben: grijs (met een zwartheidscoëfficiënt van 0,5) en absoluut zwart (met een zwartheidscoëfficiënt van 1).

De emissiviteitscoëfficiënt is de absorptiecoëfficiënt.

Door nu dezelfde stroom fotonen, zeg 100, op deze oppervlakken te richten.

Een grijs oppervlak absorbeert er 50, een zwart oppervlak absorbeert ze alle 100.

Welk oppervlak straalt meer licht uit - waarin 50 fotonen of 100 "zitten"?

Planck was de eerste die de straling van het zwarte lichaam correct berekende.

Zonnestraling voldoet grofweg aan de formule van Planck.

En dus laten we beginnen met het bestuderen van de theorie...

Straling verwijst naar de emissie en voortplanting van elektromagnetische golven van welke aard dan ook. Afhankelijk van de golflengte zijn er: röntgenstraling, ultraviolet, infrarood, lichte (zichtbare) straling en radiogolven.

Röntgenstraling- elektromagnetische golven, waarvan de energie van fotonen ligt op de schaal van elektromagnetische golven tussen ultraviolette straling en gammastraling, wat overeenkomt met golflengten van 10−2 tot 103 Angstrom. 10 Angström = 1 nm. (0,001-100 nm)

Ultraviolette straling(ultraviolet, ultraviolet, UV) - elektromagnetische straling, die het bereik beslaat tussen de violette grens van zichtbare straling en röntgenstraling (10 - 380 nm).

Infrarood straling- elektromagnetische straling, die het spectrale gebied beslaat tussen het rode uiteinde van zichtbaar licht (met golflengte λ = 0,74 μm) en microgolfstraling (λ ~ 1-2 mm).

Nu is het hele bereik van infraroodstraling verdeeld in drie componenten:

Korte golflengtegebied: λ = 0,74-2,5 µm;

Middengolfgebied: λ = 2,5-50 µm;

Langegolflengtegebied: λ = 50-2000 µm;

Zichtbare straling- elektromagnetische golven waargenomen door het menselijk oog. De gevoeligheid van het menselijk oog voor elektromagnetische straling hangt af van de golflengte (frequentie) van de straling, waarbij de maximale gevoeligheid optreedt bij 555 nm (540 terahertz), in het groene deel van het spectrum. Omdat de gevoeligheid geleidelijk afneemt tot nul naarmate men zich van het maximale punt verwijdert, is het onmogelijk om de exacte grenzen van het spectrale bereik van zichtbare straling aan te geven. Meestal wordt het gebied van 380-400 nm (750-790 THz) genomen als de kortegolfgrens, en 760-780 nm (385-395 THz) als de langegolfgrens. Elektromagnetische straling met deze golflengten wordt ook wel zichtbaar licht genoemd, of eenvoudigweg licht (in de enge zin van het woord).

Radio-emissies(radiogolven, radiofrequenties) - elektromagnetische straling met golflengten van respectievelijk 5 10−5-1010 meter en frequenties van 6 1012 Hz en tot enkele Hz. Radiogolven worden gebruikt om gegevens in radionetwerken te verzenden.

Thermische straling is het proces van voortplanting in de ruimte van de interne energie van een stralend lichaam door elektromagnetische golven. De veroorzakers van deze golven zijn de materiële deeltjes waaruit de stof bestaat. Voor de voortplanting van elektromagnetische golven is geen materieel medium nodig; in een vacuüm planten ze zich voort met de snelheid van het licht en worden ze gekenmerkt door golflengte λ of oscillatiefrequentie ν. Bij temperaturen tot 1500 °C komt het grootste deel van de energie overeen met infraroodstraling en gedeeltelijk met lichtstraling (λ=0,7-50 µm).

Opgemerkt moet worden dat stralingsenergie niet continu wordt uitgezonden, maar in de vorm van bepaalde delen - quanta. De dragers van deze delen van energie zijn elementaire stralingsdeeltjes - fotonen, die energie, bewegingshoeveelheid en elektromagnetische massa hebben. Wanneer stralingsenergie andere lichamen raakt, wordt deze gedeeltelijk door hen geabsorbeerd, gedeeltelijk gereflecteerd en gedeeltelijk door het lichaam gepasseerd. Het proces waarbij stralingsenergie wordt omgezet in interne energie van een absorberend lichaam wordt absorptie genoemd. De meeste vaste stoffen en vloeistoffen zenden energie uit van alle golflengten in het bereik van 0 tot ∞, dat wil zeggen dat ze een continu emissiespectrum hebben. Gassen zenden alleen energie uit in bepaalde golflengtegebieden (selectief emissiespectrum). Vaste stoffen zenden en absorberen energie via hun oppervlak, en gassen via hun volume.

De energie die per tijdseenheid wordt uitgezonden in een smal golflengtebereik (van λ tot λ+dλ) wordt de flux van monochromatische straling Qλ genoemd. De stralingsflux die overeenkomt met het gehele spectrum in het bereik van 0 tot ∞ wordt de integrale of totale stralingsflux Q(W) genoemd. De integrale stralingsstroom die wordt uitgezonden door een eenheidsoppervlak van een lichaam in alle richtingen van de hemisferische ruimte wordt de integrale stralingsdichtheid (W/m2) genoemd.

Bekijk de afbeelding om deze formule te begrijpen.

Het was geen toeval dat ik twee versies van het lichaam heb afgebeeld. De formule is alleen geldig voor een vierkant lichaam. Omdat het stralingsgebied vlak moet zijn. Op voorwaarde dat alleen het oppervlak van het lichaam uitzendt. Interne deeltjes stoten niet uit.

Als u de stralingsdichtheid van het materiaal kent, kunt u berekenen hoeveel energie aan straling wordt besteed:

Het is noodzakelijk om te begrijpen dat de stralen die uit het vlak komen, verschillende stralingsintensiteiten hebben in verhouding tot de normaal van het vlak.

Lamberts wet. Stralingsenergie die door een lichaam wordt uitgezonden, verspreidt zich in de ruimte in verschillende richtingen met verschillende intensiteiten. De wet die de afhankelijkheid van de stralingsintensiteit van de richting vastlegt, wordt de wet van Lambert genoemd.

Lamberts wet stelt vast dat de hoeveelheid stralingsenergie die wordt uitgezonden door een oppervlakte-element in de richting van een ander element evenredig is met het product van de hoeveelheid energie die langs de normaal wordt uitgezonden door de grootte van de ruimtelijke hoek die de richting van de straling met de normaal maakt

Zie afbeelding.

De intensiteit van elke straal kan worden gevonden met behulp van de trigonometrische functie:

Dat wil zeggen, het is een soort hoekcoëfficiënt en het voldoet strikt aan de trigonometrie van de hoek. De coëfficiënt werkt alleen voor een zwart lichaam. Omdat nabijgelegen deeltjes de zijstralen zullen absorberen. Voor een grijs lichaam is het noodzakelijk om rekening te houden met het aantal stralen dat door de deeltjes gaat. Er moet ook rekening worden gehouden met de reflectie van stralen.

Bijgevolg wordt de grootste hoeveelheid stralingsenergie uitgezonden in een richting loodrecht op het stralingsoppervlak. De wet van Lambert geldt volledig voor een absoluut zwart lichaam en voor lichamen met diffuse straling bij een temperatuur van 0 - 60°C. De wet van Lambert is niet van toepassing op gepolijste oppervlakken. Voor hen zal de stralingsemissie onder een hoek groter zijn dan in de richting loodrecht op het oppervlak.

Hieronder zullen we zeker volumineuzere formules overwegen voor het berekenen van de hoeveelheid warmte die het lichaam verliest. Maar voor nu is het noodzakelijk om iets extra's over de theorie te leren.

Nog even over definities. Definities zullen van pas komen om jezelf correct uit te drukken.

Merk op dat de meeste vaste stoffen en vloeistoffen een continu (continu) stralingsspectrum hebben. Dit betekent dat ze het vermogen hebben om stralen van alle golflengten uit te zenden.

Zelfs een gewone tafel in een kamer kan, net als een vast lichaam, röntgen- of ultraviolette straling uitzenden, maar de intensiteit ervan is zo laag dat we het niet alleen niet opmerken, maar dat de waarde ervan in verhouding tot andere golven bijna nul kan zijn.

Stralingsflux (of stralingsflux) is de verhouding tussen stralingsenergie en stralingstijd, W:

waarbij Q stralingsenergie is, J; t - tijd, s.

Als een stralingsflux die wordt uitgezonden door een willekeurig oppervlak in alle richtingen (dat wil zeggen binnen een halfrond met een willekeurige straal) optreedt in een smal golflengtebereik van λ tot λ+Δλ, dan wordt dit een monochromatische stralingsflux genoemd.

De totale straling vanaf het oppervlak van het lichaam over alle golflengten van het spectrum wordt de integrale of totale stralingsflux Ф genoemd

De integrale flux die wordt uitgezonden door een eenheidsoppervlak wordt de oppervlaktefluxdichtheid van de integrale straling of emissiviteit, W/m2, genoemd.

De formule kan ook worden gebruikt voor monochromatische straling. Als thermische monochromatische straling op het oppervlak van een lichaam valt, zal in het algemeen een deel gelijk aan B λ van deze straling door het lichaam worden geabsorbeerd, d.w.z. zal door interactie met materie worden omgezet in een andere vorm van energie, een deel F λ zal worden gereflecteerd en een deel D λ zal door het lichaam gaan. Als we aannemen dat de straling die op het lichaam invalt gelijk is aan één, dan

B λ +F λ +D λ =1

waarbij B λ, F λ, D λ respectievelijk absorptie- en reflectiecoëfficiënten zijn

en lichaamsoverdracht.

Wanneer binnen het spectrum de waarden van B, F, D constant blijven, d.w.z. zijn niet afhankelijk van de golflengte, er zijn geen indices nodig. In dit geval

Als B = 1 (F = D = 0), dan wordt een lichaam dat alle daarop invallende straling volledig absorbeert, ongeacht de golflengte, de invalsrichting en de polarisatietoestand van de straling, een zwart lichaam of een volledige zender genoemd.

Als F=1 (B=D=0), dan wordt de op het lichaam invallende straling volledig gereflecteerd. In het geval dat het oppervlak van het lichaam ruw is, de stralen verspreid worden gereflecteerd (diffuse reflectie), en het lichaam wit wordt genoemd, en wanneer het oppervlak van het lichaam glad is en de reflectie de wetten van de geometrische optica volgt, dan is de lichaam (oppervlak) wordt spiegel genoemd. In het geval dat D = 1 (B = F = 0), is het lichaam doorlaatbaar voor warmtestralen (diathermisch).

Vaste stoffen en vloeistoffen zijn vrijwel ondoorzichtig voor thermische straling (D = 0), d.w.z. athermisch. Voor zulke lichamen

Er zijn geen absoluut zwarte lichamen, noch transparante of witte lichamen, in de natuur. Dergelijke lichamen moeten worden beschouwd als wetenschappelijke abstracties. Maar toch kunnen sommige echte lichamen qua eigenschappen behoorlijk dicht in de buurt komen van zulke geïdealiseerde lichamen.

Opgemerkt moet worden dat sommige lichamen bepaalde eigenschappen hebben met betrekking tot stralen van een bepaalde golflengte, en andere eigenschappen met betrekking tot stralen met een verschillende lengte. Een lichaam kan bijvoorbeeld transparant zijn voor infraroodstralen en ondoorzichtig voor zichtbare (licht)stralen. Het oppervlak van een lichaam kan glad zijn in relatie tot stralen van de ene golflengte en ruw voor stralen van een andere golflengte.

Gassen, vooral die onder lage druk, zenden, in tegenstelling tot vaste stoffen en vloeistoffen, een lijnspectrum uit. Gassen absorberen en zenden dus alleen stralen van een bepaalde golflengte uit, maar ze kunnen geen andere stralen uitzenden of absorberen. In dit geval spreken ze over selectieve absorptie en emissie.

In de theorie van thermische straling wordt een belangrijke rol gespeeld door een grootheid die de spectrale fluxdichtheid van straling wordt genoemd, of spectrale emissiviteit, wat de verhouding is van de dichtheid van de stralingsflux die wordt uitgezonden in een oneindig klein golflengte-interval van λ tot λ+Δλ aan de grootte van dit golflengte-interval Δλ, W/ m 2,

waarbij E de oppervlaktedichtheid van de stralingsflux is, W/m2.

Nu hoop ik dat je begrijpt dat het berekeningsproces uiterst moeilijk wordt. We moeten nog steeds in deze richting werken en werken. Elk materiaal moet bij verschillende temperaturen worden getest. Maar om de een of andere reden zijn er vrijwel geen gegevens over de materialen. Of beter gezegd, ik heb geen experimenteel naslagwerk over materialen gevonden.

Waarom bestaat er geen dergelijke materiaalgids? Omdat de thermische straling erg klein is, en ik denk dat het onwaarschijnlijk is dat deze in onze levensomstandigheden de 10% zal overschrijden. Daarom zijn ze niet meegenomen in de berekening. Als we vaak de ruimte in vliegen, verschijnen alle berekeningen. Of beter gezegd: onze ruimtevaart heeft gegevens over materialen verzameld, maar deze zijn nog niet vrij beschikbaar.

Wet van de absorptie van stralingsenergie

Elk lichaam is in staat een deel van de uitgestraalde energie te absorberen, hierover hieronder meer.

Als een stralingsstroom op een lichaam met dikte l valt (zie figuur), neemt deze in het algemeen af naarmate deze door het lichaam gaat. Er wordt aangenomen dat de relatieve verandering in de stralingsflux langs het pad Δl recht evenredig is met het pad van de flux:

De evenredigheidscoëfficiënt b wordt de absorptie-index genoemd, die doorgaans afhangt van de fysieke eigenschappen van het lichaam en de golflengte.

Door te integreren over het bereik van l tot 0 en b constant te nemen, verkrijgen we

Laten we een verband leggen tussen de spectrale absorptiecoëfficiënt van het lichaam B λ en de spectrale absorptiecoëfficiënt van de stof b λ.

Uit de definitie van de spectrale absorptiecoëfficiënt B λ hebben we

Nadat we waarden in deze vergelijking hebben vervangen, verkrijgen we de relatie tussen de spectrale absorptiecoëfficiënt B λ en de spectrale absorptie-index B λ.

De absorptiecoëfficiënt B λ is gelijk aan nul bij l 1 = 0 en b λ = 0. Voor een grote waarde van bλ is een zeer kleine waarde van l voldoende, maar nog steeds niet gelijk aan nul, zodat de waarde van B λ is zo dicht bij de eenheid als gewenst. In dit geval kunnen we zeggen dat absorptie plaatsvindt in een dunne oppervlaktelaag van de stof. Alleen in dit opzicht is het mogelijk om over oppervlakteabsorptie te praten. Voor de meeste vaste stoffen treedt, vanwege de grote waarde van de absorptiecoëfficiënt b λ, “oppervlakteabsorptie” op in de aangegeven zin, en daarom wordt de absorptiecoëfficiënt sterk beïnvloed door de toestand van het oppervlak.

Lichamen, hoewel met een lage absorptiecoëfficiënt, zoals gassen, kunnen, als ze voldoende dik zijn, een grote absorptiecoëfficiënt hebben, d.w.z. zijn ondoorzichtig gemaakt voor stralen van een bepaalde golflengte.

Als b λ =0 voor het interval Δλ, en voor andere golflengten b λ niet gelijk is aan nul, dan zal het lichaam invallende straling van slechts bepaalde golflengten absorberen. In dit geval spreken we, zoals hierboven vermeld, van een selectieve absorptiecoëfficiënt.

Laten we het fundamentele verschil benadrukken tussen de absorptiecoëfficiënt van een stof b λ en de absorptiecoëfficiënt B λ van een lichaam. De eerste karakteriseert de fysische eigenschappen van een stof in relatie tot stralen van een bepaalde golflengte. De waarde van B λ hangt niet alleen af van de fysieke eigenschappen van de substantie waaruit het lichaam bestaat, maar ook van de vorm, grootte en toestand van het oppervlak van het lichaam.

Wetten van straling van stralingsenergie

Max Planck heeft theoretisch, gebaseerd op de elektromagnetische theorie, een wet opgesteld (de wet van Planck genoemd) die de afhankelijkheid uitdrukt van de spectrale emissiviteit van een zwart lichaam E 0λ van de golflengte λ en de temperatuur T.

waarbij E 0λ (λ,T) de emissiviteit van het zwarte lichaam is, W/m 2 ; T - thermodynamische temperatuur, K; C 1 en C 2 - constanten; C 1 =2πhc 2 =(3,74150±0,0003) 10-16 W m2; C2=hc/k=(1,438790±0,00019) 10-2; m K (hier is h=(6,626176±0,000036) 10 -34 J s de constante van Planck; c=(299792458±1,2) m/s is de voortplantingssnelheid van elektromagnetische golven in de vrije ruimte: k is de constante van Boltzmann. )

Uit de wet van Planck volgt dat de spectrale emissiviteit nul kan zijn bij een thermodynamische temperatuur gelijk aan nul (T=0), of bij een golflengte λ = 0 en λ →∞ (bij T≠0).

Bijgevolg zendt een zwart lichaam bij elke temperatuur boven 0 K. (T > 0) stralen uit van alle golflengten, d.w.z. heeft een continu (continu) emissiespectrum.

Uit de bovenstaande formule kunnen we een berekende uitdrukking verkrijgen voor de emissiviteit van een zwart lichaam:

Integratie binnen het bereik van veranderingen in λ van 0 tot ∞ verkrijgen we

Als resultaat van het uitbreiden van de integrand tot een reeks en het integreren ervan, verkrijgen we een berekende uitdrukking voor de emissiviteit van een zwart lichaam, de zogenaamde wet van Stefan-Boltzmann:

waarbij E 0 de emissiviteit van het zwarte lichaam is, W/m 2 ;

σ - Stefan Boltzmann-constante, W/(m 2 K 4);

σ = (5,67032 ± 0,00071) 10 -8;

T - thermodynamische temperatuur, K.

De formule wordt vaak geschreven in een vorm die handiger is voor berekening:

We zullen deze formule gebruiken voor berekeningen. Maar dit is niet de uiteindelijke formule. Het geldt alleen voor zwarte lichamen. Hoe u het voor grijze lichamen kunt gebruiken, wordt hieronder beschreven.

waarbij E 0 de emissiviteit van het zwarte lichaam is; C 0 = 5,67 W/(m 2 K 4).

De wet van Stefan-Boltzmann is als volgt geformuleerd: de emissiviteit van een zwart lichaam is recht evenredig met de thermodynamische temperatuur tot de vierde macht.

Spectrale verdeling van straling van zwarte lichamen bij verschillende temperaturen

λ - golflengte van 0 tot 10 µm (0-10.000 nm)

E 0λ - moet als volgt worden begrepen: alsof er een bepaalde hoeveelheid energie (W) in het volume (m 3) van een zwart lichaam zit. Dit betekent niet dat het dergelijke energie alleen uit zijn externe deeltjes uitzendt. Als we eenvoudigweg alle deeltjes van een zwart lichaam in een volume verzamelen en de emissiviteit van elk deeltje in alle richtingen meten en ze allemaal bij elkaar optellen, krijgen we de totale energie in het volume, die in de grafiek wordt aangegeven.

Zoals te zien is aan de locatie van de isothermen, heeft elk van hen een maximum, en hoe hoger de thermodynamische temperatuur, hoe groter de waarde van E0λ die overeenkomt met het maximum, en het maximumpunt zelf beweegt naar het gebied met kortere golven. De verschuiving van de maximale spectrale emissiviteit E0λmax naar het gebied met kortere golven staat bekend als

De verplaatsingswet van Wien, volgens welke

T λ max = 2,88 10 -3 m K = const en λ max = 2,88 10 -3 / T,

waarbij λmax de golflengte is die overeenkomt met de maximale waarde van de spectrale emissiviteit E 0λmax.

Dus bij T = 6000 K (de geschatte temperatuur van het zonneoppervlak) bevindt de maximale E 0λ zich bijvoorbeeld in het gebied van zichtbare straling, waarin ongeveer 50% van de zonne-emissiviteit valt.

Het elementaire gebied onder de isotherm, gearceerd in de grafiek, is gelijk aan E 0λ Δλ. Het is duidelijk dat de som van deze gebieden, d.w.z. de integraal vertegenwoordigt de emissiviteit E 0 van het zwarte lichaam. Daarom geeft het gebied tussen de isotherm en de x-as de emissiviteit van het zwarte lichaam weer op de conventionele schaal van het diagram. Bij lage waarden van de thermodynamische temperatuur passeren de isothermen dicht bij de abscis-as en wordt het aangegeven gebied zo klein dat het praktisch als gelijk aan nul kan worden beschouwd.

De concepten van zogenaamde grijze lichamen en grijze straling spelen een grote rol in de technologie. Gray is een niet-selectieve thermische zender die een continu spectrum kan uitzenden, met spectrale emissiviteit E λ voor golven van alle lengtes en bij alle temperaturen, die een constante fractie vormt van de spectrale emissiviteit van een zwart lichaam E 0λ, d.w.z.

De constante ε wordt de emissiviteitscoëfficiënt van de thermische zender genoemd. Voor grijze lichamen is de emissiviteitscoëfficiënt ε

De grafiek toont schematisch de golflengteverdelingscurven van de spectrale emissiviteit van een zwart lichaam E λ (ε = 1) en de spectrale emissiviteit van een grijs lichaam E λ met dezelfde temperatuur als het zwarte lichaam (bij ε = 0,5 en ε = 0,25 ). Emissiviteit van het grijze lichaam

Werk

emissiviteit van grijze lichamen genoemd.

De uit ervaring verkregen emissiviteitswaarden worden gegeven in de referentieliteratuur.

De meeste lichamen die in de technologie worden gebruikt, kunnen worden aangezien voor grijze lichamen, en hun straling wordt als grijze straling beschouwd. Nauwkeuriger onderzoek toont aan dat dit alleen mogelijk is als eerste benadering, maar voor praktische doeleinden voldoende is. Met de afwijking van de wet van Stefan-Boltzmann voor grijze lichamen wordt gewoonlijk rekening gehouden door de emissiviteit C afhankelijk te stellen van de temperatuur. In dit opzicht geven de tabellen het temperatuurbereik aan waarvoor de waarde van de emissiviteit C experimenteel wordt bepaald.

Om de conclusies te vereenvoudigen, zullen we hieronder aannemen dat de emissiviteit van een grijs lichaam niet afhankelijk is van de temperatuur.

Emissiviteitscoëfficiënten van sommige materialen

(Materiaal / temperatuur in °C / waarde E)

Geoxideerd aluminium / 200-600 / 0,11 -0,19

Gepolijst aluminium / 225-575 / 0,039-0,057

Rode baksteen / 20 / 0,93

Vuurvaste baksteen / - / 0,8-0,9

Geoxideerd koper / 200-600 / 0,57-0,87

Geoxideerd lood / 200 / 0,63

Gepolijst staal / 940-1100 / 0,55-0,61

Gedraaid gietijzer / 830-910 / 0,6-0,7

Geoxideerd gietijzer / 200-600 / 0,64-0,78

Gepolijst aluminium / 50-500 / 0,04-0,06

Brons / 50 / 0,1

Verzinkt plaatstaal, glanzend / 30 / 0,23

Wit blik, oud/20/0,28

Gepolijst goud / 200 - 600 / 0,02-0,03

Mat messing / 20-350 / 0,22

Gepolijst koper / 50-100 / 0,02

Gepolijst nikkel / 200-400 / 0,07-0,09

Glanzend tin / 20-50 / 0,04-0,06

Gepolijst zilver / 200-600 / 0,02-0,03

Gewalste staalplaten / 50 / 0,56

Geoxideerd staal / 200-600 / 0,8

Sterk geoxideerd staal / 500 / 0,98

Gietijzer / 50 / 0,81

Asbestkarton / 20 / 0,96

Geschaafd hout / 20 / 0,8-0,9

Vuurvaste baksteen / 500-1000 / 0,8-0,9

Vuurvaste baksteen / 1000 / 0,75

Rode baksteen, ruw / 20 / 0,88-0,93

Vernis zwart, mat / 40-100 / 0,96-0,98

Witte lak / 40-100 / 0,8-0,95

Olieverf in verschillende kleuren / 100 / 0,92-0,96

Lamp koolstof/20-400/0,95

Glas / 20-100 / 0,91-0,94

Wit emaille / 20 / 0,9

De wet van Kirchhoff

De wet van Kirchhoff legt de relatie vast tussen emissiviteit en absorptiecoëfficiënt van een grijs lichaam.

Laten we twee evenwijdige grijze lichamen van oneindige omvang beschouwen, met elk vlakke oppervlakken met gebied A.

Een oneindig uitgestrekt vlak maakt het mogelijk berekeningen voor het vinden van echte straling in praktische en theoretische experimenten bij benadering te berekenen. Bij theoretische experimenten wordt de werkelijke waarde gevonden met behulp van integrale uitdrukkingen, en bij experimenten brengt een groter vlak de berekeningen dichter bij de werkelijke waarden. Zo doven we als het ware de invloed van onnodige laterale en hoekstraling, die wegvliegt en niet wordt geabsorbeerd door de experimentele platen, met een groot oneindig vlak.

Dat wil zeggen, als de coëfficiënt wordt vermenigvuldigd met de emissiviteit, krijgen we de resulterende emissiewaarde (W).

We kunnen aannemen dat alle stralen die door het ene lichaam worden uitgezonden, volledig op het andere lichaam vallen. Laten we aannemen dat de transmissiecoëfficiënten van deze lichamen D 1 = D 2 = 0 zijn en dat er een warmte-transparant (diathermisch) medium bestaat tussen de oppervlakken van de twee vlakken. Laten we met E1, B1, F1, T1 en E2, B2, F2, T2 respectievelijk de emissiviteit, absorptie, reflectie en oppervlaktetemperaturen van het eerste en tweede lichaam aanduiden.

De flux van stralingsenergie van oppervlak 1 naar oppervlak 2 is gelijk aan het product van de emissiviteit van oppervlak 1 en zijn gebied A, d.w.z. E 1 A, waarvan een deel van E 1 B 2 A wordt geabsorbeerd door oppervlak 2, en een deel van E 1 F 2 A wordt teruggekaatst naar oppervlak 1. Van deze gereflecteerde flux E 1 F 2 A absorbeert oppervlak 1 E 1 F 2 B 1 A en reflecteert E 1 F 1 F 2 A. VANUIT de gereflecteerde energiestroom E 1 F 1 F 2 A zal oppervlak 2 opnieuw E 1 F 1 F 2 B 2 A absorberen en E 1 F 1 F 2 A reflecteren , enz.

Op soortgelijke wijze wordt stralingsenergie door stroom E 2 van oppervlak 2 naar oppervlak 1 overgedragen. Als gevolg hiervan wordt de stroom van stralingsenergie geabsorbeerd door oppervlak 2 (of afgegeven door oppervlak 1)

De stroom van stralingsenergie geabsorbeerd door oppervlak 1 (of afgegeven door oppervlak 2),

In het eindresultaat zal de flux van stralingsenergie die van oppervlak 1 naar oppervlak 2 wordt overgedragen gelijk zijn aan het verschil tussen de stralingsfluxen Ф 1 → 2 en Ф 2 → 1, d.w.z.

De resulterende uitdrukking is geldig voor alle temperaturen T 1 en T 2 en in het bijzonder voor T 1 = T 2. In het laatste geval verkeert het beschouwde systeem in dynamisch thermisch evenwicht, en op basis van de tweede wet van de thermodynamica is het noodzakelijk om Ф 1 → 2 = Ф 2 → 1 te stellen, wat volgt

E 1 B 2 = E 2 B 1 of

De resulterende gelijkheid wordt de wet van Kirchhoff genoemd: de verhouding tussen de emissiviteit van een lichaam en zijn absorptiecoëfficiënt voor alle grijze lichamen bij dezelfde temperatuur is hetzelfde en gelijk aan de emissiviteit van een zwart lichaam bij dezelfde temperatuur.

Als een lichaam een lage absorptiecoëfficiënt heeft, zoals een goed gepolijst metaal, dan heeft dit lichaam ook een lage emissiviteit. Op deze basis worden, om warmteverlies door straling naar de externe omgeving te verminderen, warmte-afgevende oppervlakken bedekt met platen van gepolijst metaal voor thermische isolatie.

Bij het afleiden van de wet van Kirchhoff werd rekening gehouden met grijze straling. De conclusie blijft geldig, zelfs als de thermische straling van beide lichamen alleen in een bepaald deel van het spectrum wordt beschouwd, maar toch hetzelfde karakter heeft, d.w.z. beide lichamen zenden stralen uit waarvan de golflengten in hetzelfde willekeurige spectrale gebied liggen. In het grensgeval komen we bij het geval van monochromatische straling. Dan

die. voor monochromatische straling moet de wet van Kirchhoff als volgt worden geformuleerd: de verhouding tussen de spectrale emissiviteit van elk lichaam op een bepaalde golflengte en zijn absorptiecoëfficiënt bij dezelfde golflengte is hetzelfde voor alle lichamen bij dezelfde temperaturen, en is gelijk aan de spectrale straling. emissiviteit van een zwart lichaam met golven van dezelfde lengte en dezelfde temperatuur.

We concluderen dat voor een grijs lichaam B = ε, d.w.z. de concepten van "absorptiecoëfficiënt" B en "zwartheidscoëfficiënt" ε voor een grijs lichaam vallen samen. Per definitie is de emissiviteitscoëfficiënt niet afhankelijk van temperatuur of golflengte, en daarom is de absorptiecoëfficiënt van een grijs lichaam ook niet afhankelijk van golflengte of temperatuur.

Straling van gassen

Straling uit gassen verschilt aanzienlijk van straling uit vaste stoffen. Absorptie en emissie van gassen - selectief (selectief). Gassen absorberen en stralen alleen stralingsenergie uit in bepaalde, vrij smalle intervallen van Δλ-golflengten - de zogenaamde banden. In de rest van het spectrum zenden of absorberen gassen geen stralingsenergie.

Diatomaire gassen hebben een verwaarloosbaar klein vermogen om stralingsenergie te absorberen, en daarom een laag vermogen om deze uit te zenden. Daarom worden deze gassen gewoonlijk als diathermisch beschouwd. In tegenstelling tot diatomische gassen hebben polyatomaire gassen, inclusief triatomaire gassen, een aanzienlijk vermogen om stralingsenergie uit te zenden en te absorberen. Van de triatomaire gassen op het gebied van thermotechnische berekeningen zijn kooldioxide (CO 2) en waterdamp (H 2 O), die elk drie emissiebanden hebben, van het grootste praktische belang.

In tegenstelling tot vaste stoffen is de absorptie-index voor gassen (uiteraard in het gebied van de absorptiebanden) klein. Daarom is het voor gasvormige lichamen niet langer mogelijk om over “oppervlakteabsorptie” te spreken, aangezien de absorptie van stralingsenergie plaatsvindt in een eindig gasvolume. In deze zin worden de absorptie en emissie van gassen volumetrisch genoemd. Bovendien is de absorptiecoëfficiënt b λ voor gassen afhankelijk van de temperatuur.

Volgens de absorptiewet kan de spectrale absorptiecoëfficiënt van een lichaam worden bepaald door:

Voor gasvormige lichamen wordt deze afhankelijkheid enigszins gecompliceerd door het feit dat de gasabsorptiecoëfficiënt wordt beïnvloed door de druk ervan. Dit laatste wordt verklaard door het feit dat de absorptie (straling) intenser is, hoe groter het aantal moleculen is dat de straal op zijn pad tegenkomt, en het volumeaantal moleculen (de verhouding tussen het aantal moleculen en het volume) recht evenredig is. aan de druk (op t = const).

Bij technische berekeningen van gasstraling worden absorberende gassen (CO 2 en H 2 O) doorgaans als componenten in het gasmengsel meegenomen. Als de druk van het mengsel p is en de partiële druk van het absorberende (of emitterende) gas pi is, dan is het in plaats van l nodig om de waarde p i 1 te vervangen. De waarde p i 1, die het product is van het gas druk en de dikte ervan, wordt de effectieve dikte van de laag genoemd. Dus voor gassen de spectrale absorptiecoëfficiënt

De spectrale absorptiecoëfficiënt van een gas (in de ruimte) hangt af van de fysische eigenschappen van het gas, de vorm van de ruimte, de afmetingen ervan en de temperatuur van het gas. Vervolgens, in overeenstemming met de wet van Kirchhoff, de spectrale emissiviteit

Emissiviteit binnen één spectrale band

Deze formule wordt gebruikt om de emissiviteit van een gas in de vrije ruimte (leegte) te bepalen. (Vrije ruimte kan worden beschouwd als zwarte ruimte bij 0 K.) Maar de gasruimte wordt altijd beperkt door het oppervlak van een vast lichaam, dat over het algemeen een temperatuur Tst ≠ Tg en een emissiviteitscoëfficiënt ε st heeft.

De emissiviteit van een gas in een besloten ruimte is gelijk aan de som van de emissiviteiten over alle spectrale banden:

Experimentele studies hebben aangetoond dat de emissiviteit van gassen niet de wet van Stefan-Boltzmann volgt, d.w.z. afhankelijk van de vierde macht van de absolute temperatuur.

Voor praktische berekeningen van gasstraling wordt echter de wet van de vierde macht gebruikt, waarbij een passende correctie wordt geïntroduceerd op de waarde van de gasemissiviteitscoëfficiënt ε g:

Hier ε g = f(T,p l)

Gemiddelde straalpadlengte

waarbij V het gasvolume is; A is de oppervlakte van de schaal.

Emissiviteit van een gas waarvan de componenten CO 2 en H 2 O (verbrandingsgassen) zijn naar de schaal van een grijs lichaam

waarbij de laatste term rekening houdt met de intrinsieke straling van de schaal.

De zogenaamde effectieve emissiviteitsfactor van de schaal ε" st, groter dan ε st, vanwege de aanwezigheid van uitstralend gas.

Gasemissiviteitscoëfficiënt bij gastemperatuur tg

De emissiviteitswaarden ε CO2 en ε H2O, afhankelijk van de temperatuur bij verschillende waarden van de parameter p i l, worden weergegeven in de figuur.

Uit de grafiek wordt de correctiefactor β bepaald.

De emissie- en absorptiebanden voor C0 2 en H 2 0 overlappen elkaar enigszins, waardoor een deel van de energie die door het ene gas wordt uitgezonden, door het andere wordt geabsorbeerd. Daarom is de emissiviteitscoëfficiënt van een mengsel van kooldioxide en waterdamp bij een wandtemperatuur tst

waarbij Δε g de correctie is, rekening houdend met de gespecificeerde absorptie. Voor gasvormige verbrandingsproducten met conventionele samenstelling is Δε g = 2 - 4% en kan worden verwaarloosd.

Er kan worden aangenomen dat bij ε st = 0,8 + 1,0 de effectieve emissiviteitscoëfficiënt van de schaal ε" st = 0,5 (ε st + 1) is.

Deze kenmerken van straling en absorptie van gassen maken het mogelijk om het mechanisme van het zogenaamde ‘broeikaseffect’ vast te stellen, dat een aanzienlijke impact heeft op de vorming en verandering van het klimaat op aarde.

De meeste zonnestraling dringt door de atmosfeer en verwarmt het aardoppervlak. Op haar beurt zendt de aarde infraroodstraling uit, waardoor deze afkoelt. Een deel van deze straling wordt echter geabsorbeerd door polyatomaire (“broeikasgassen”) in de atmosfeer, die bijgevolg de rol spelen van een “deken” die warmte vasthoudt. Tegelijkertijd wordt de grootste impact op de opwarming van de aarde uitgeoefend door ‘broeikasgassen’ zoals koolstofdioxide (55%), freonen en verwante gassen (25%), methaan (15%), enz.

Sommige wetten zullen op de volgende pagina verder worden besproken. Ook wordt uitgebreid uitgelegd hoe warmtestraling door een raam ontstaat. Er zullen enkele factoren worden beschreven die de warmteoverdracht door straling beïnvloeden, evenals stralingsproblemen in de praktijk.

Experimenteel werd ontdekt dat thermische straling van een verwarmd lichaam aantrekt en niet afstoot! - nabijgelegen atomen. Hoewel het fenomeen gebaseerd is op bekende effecten uit de atoomfysica, is het lange tijd onopgemerkt gebleven en werd het theoretisch pas vier jaar geleden voorspeld.

Verschuiving in energieniveaus als gevolg van thermische straling

Onlangs verscheen het archief van elektronische preprints, waarin experimentele bevestiging werd gerapporteerd dat thermische straling van een heet lichaam in staat is nabijgelegen atomen naar het lichaam te lokken. Het effect ziet er op het eerste gezicht onnatuurlijk uit. Thermische straling die wordt uitgezonden door een verwarmd lichaam vliegt weg van de bron - dus waarom kan het kracht veroorzaken? attractie?!

Toon commentaar (182)

Reacties samenvouwen (182)

In de discussie wordt, zoals nu bijna altijd gebeurt, een van de opties voor ‘verklaring’ gepostuleerd. In feite moest de toepasselijkheid ervan worden gerechtvaardigd.
Igor! Je bent een zeer goed persoon. Al vele jaren rolt u de steen van uw missie.
Wat is zwaartekracht? Is de mechanische beschouwing ervan weer wetenschappelijk geworden?
In het beschreven experiment werd een verandering in traagheid geregistreerd.
De rest is van de boze, toch?
De gedachtegang over het waveboard is erg interessant. (Ik ben zelf een van de eerstgenoemden).
Toch kunnen er verschillende eenvoudige effecten zijn. Bijvoorbeeld beweging naar een lagere bodem. In deze situatie kan elke volgende golf iets lager zijn en toch een verticale component hebben.

Ik vraag me af of het toevoegen van nanobuisjes aan asfalt iets te maken heeft met de topologiepremie?
Nee?
Worden EM-golven niet in het vlak getekend?
Nou, ja,... ja.
En opnieuw bevinden deze wervelingen zich op het niveau van Descartes

Antwoord

De belangrijkste waarde van dit artikel is dat het enkele stereotypen vernietigt en je aan het denken zet, wat bijdraagt aan de ontwikkeling van creatief denken. Ik ben erg blij dat dergelijke artikelen hier verschijnen.

Je kunt een beetje dromen. Als we de energie van het lichaam (object) verder verminderen, inclusief de energie van interne interacties in elementaire deeltjes, dan zal de energie van het object negatief worden. Zo'n object zal door de gewone zwaartekracht naar buiten worden geduwd en zal de eigenschap van anti-zwaartekracht hebben. Naar mijn mening heeft het moderne vacuüm van onze wereld geen absoluut nul-energie - omdat... het is een goed gestructureerde omgeving, in tegenstelling tot absolute chaos. Er wordt alleen aangenomen dat het vacuümenergieniveau op de energieschaal nul is. Daarom kan er een energieniveau zijn dat lager is dan het vacuümenergieniveau - daar is niets mystieks aan.

Antwoord

‘Terugkerend naar het originele theoretische artikel uit 2013 vermelden we het potentiële belang van dit effect, niet alleen voor atomaire experimenten, maar ook voor kosmische verschijnselen. De auteurs hebben de krachten beschouwd die inwerken in een stofwolk met een dichtheid van 1 g/cm3, verwarmd tot 300 K en bestaande uit deeltjes met een grootte van 5 micron."
Is hier sprake van een fout? De dichtheid van de stofwolk is te hoog, net als die van de bovenste laag regoliet.
En door het fenomeen zelf: en als we een meer niet-triviale versie van het probleem nemen: het effect van thermische straling op een niet-polariseerbaar deeltje, bijvoorbeeld een elektron. Waar zal de kracht naartoe worden gestuurd? De verwarmer is 100% diëlektrisch.

Antwoord

Ja, dit is een hoge dichtheid, op de rand van het aan elkaar plakken van stofdeeltjes.
Een geïsoleerd elektron heeft geen energieniveau en heeft niets te verlagen. Welnu, het heeft geen dipoolmoment, binnen de foutgrenzen (er staat een link in de tekst naar de zoektocht naar het elektron-EDM). Daarom werkt deze kracht niet op hem. Bovendien is het geladen, fotonen worden er goed op verspreid, dus over het algemeen wordt het eenvoudigweg afgestoten door druk.

Antwoord

Het verre-IR-spectrum is handig omdat de fotonenergieën nog steeds laag zijn, dus aan alle vereisten wordt voldaan. Lagere temperaturen zijn ook geschikt, maar het effect is daar al erg zwak. Bij temperaturen van duizenden graden is de verstrooiing van fotonen al veel sterker en wordt dit effect overwonnen.

Antwoord

Ik had het niet over een verwarmd lichaam. En over andere emitters en spectra.
Het enige dat we hier bespreken zijn rimpeleffecten. Dit betekent dat ze niet beperkt kunnen worden tot alleen het IR-bereik.
Begrijp ik goed dat het afhankelijk van de grootte van het deeltje noodzakelijk is om de juiste golflengte te selecteren?
Moet u voor zware atomen of waterstofatomen uw frequentie zo selecteren dat de aantrekkingskracht maximaal is?
Nu spookt er een leuk idee door mijn hoofd om dit te testen, bijvoorbeeld op golven in een zwembad of zee.
Die. maak een mechanisch speelgoed dat tegen de golven drijft.
Wat vindt u van deze mogelijkheid?

Antwoord
- 1) De golflengte moet aanzienlijk groter zijn dan de deeltjesgrootte.
  2) Het systeem zelf mag als geheel geen interactie hebben met externe invloeden; interactie vindt alleen plaats als gevolg van geïnduceerde polarisatie.
  3) Er moet een discreet spectrum van excitaties zijn, en de energieën van de quanta moeten aanzienlijk kleiner zijn dan de afstanden tussen de niveaus, anders zullen de golven gemakkelijk worden verspreid en daardoor druk uitoefenen. Wanneer aan deze voorwaarden wordt voldaan, is het effect niet langer afhankelijk van de golflengte.
  4) De kracht moet vector zijn en niet scalair, om de energie van het systeem te verlagen.
  Stel je nu voor dat dit kan worden geïmplementeerd voor golven op water.
  
  Antwoord
  - Ik zie een deel van dit effect goed in de echte wereld. Ik hou van racejachten. En meesters in de zeilsport winnen regatta's juist vanwege het vermogen om correct tegen de golf in te zeilen. Die. als alles goed is gedaan, geven de aankomende golven het jacht extra energie.
    In feite is dit een paradox. Maar het is duidelijk zichtbaar in de racerij. Zodra de golven stijgen, vindt er onmiddellijk een "kwantisering" plaats op basis van vaardigheidsniveaus)) Amateurs vertragen, en de profs krijgen daarentegen een extra voordeel.
    Zo'n speelgoed is dus heel echt.
    Ik heb mijn jacht zo ingericht dat het zonder enige moeite tegen de wind en tegen de golven in zeilde.
    Als je dieper graaft, is het deze instelling die het maximale voordeel oplevert.
    Laten we het zo zeggen: als je je een puntbron van sterke wind in het midden van het meer voorstelt, dan zal mijn jacht ernaar streven en in het oneindige rondjes blijven draaien...
    een heel mooie en reële analogie, bijvoorbeeld de beweging van de aarde rond de zon)))
    en het lijkt erop dat er een kracht is die het jacht naar de bron van de wind sleept.
    Je kunt het probleem overigens naar de elementen brengen en bijvoorbeeld een schatting maken van de minimale afstand waarop het jacht de bron van de wind kan naderen.
    Laat me je eraan herinneren dat een jacht onder zeil tegen de wind in laveert, wat zoiets als een sinusoïde beschrijft. Ze draait alleen door de neus. Als ze zich omdraait, verdwijnt de magie en gaat ze met de wind mee terug.
    
    Antwoord
    
    Ik denk dat je een beetje in de war bent. Bij tack zijn er geen effecten vergelijkbaar met de beschreven effecten. Er is een complexe som van goed gedefinieerde krachten, die een resulterende kracht oplevert, die een negatieve projectie heeft die niet nul is langs de as van de windrichting.
    
    Antwoord

Hier is een eenvoudig experiment over ons onderwerp. Kun je uitleggen?

Waarom is een gebogen pad sneller dan een recht pad?

Het is duidelijk dat als we dit op onze schaal waarnemen, het in de kwantumwereld precies hetzelfde zal zijn. En ook in de macrowereld.

Antwoord

Een triviaal natuurkundeprobleem op school. We vereenvoudigen het model tot één recht traject met een kleine hoek ten opzichte van de horizontaal - en een traject in de vorm van een lijn met een pauze, waarbij het eerste gedeelte veel sterker naar de horizon neigt, en het tweede gedeelte een nog kleinere helling dan het eerste traject. Het begin en einde van de trajecten zijn hetzelfde. Laten we wrijving verwaarlozen. En we berekenen het tijdstip van aankomst bij de "finish" voor vracht langs de ene en de andere route. Het 2e punt N. (achtsteklassers weten wat dit is) zal laten zien dat de tijd van aankomst op de finishlijn langs het tweede traject minder is. Als je het probleem nu aanvult met het tweede deel van de installatie, dat een spiegelbeeld voorstelt ten opzichte van de verticaal aan het einde van het traject, iets rond de randen, dan krijg je je zaak. Banaliteit. Niveau "C" op het Unified State Examination in Physics. Zelfs geen Olympiadeprobleem in termen van complexiteit

Antwoord
- Ik hou van je idee van vereenvoudiging. Misschien helpt dit de kinderen. Geef me de tijd om na te denken en met tieners te praten.
  En als zonder vereenvoudiging alles zo banaal is, welke vorm van traject is dan het snelste?
  
  Antwoord

“Bij temperaturen van duizenden graden is de verstrooiing van fotonen al veel sterker, en wordt dit effect overwonnen.”

Dat is het!!!
Vermoedelijk werkt dit effect in een beperkt gebied en overeenkomstige soorten energie-interacties. In de grenszones heerst ‘frequentiespreiding’ en de bijbehorende dynamiek. Volodya Lisin probeerde in 1991 enkele nuances van deze processen bloot te leggen, maar dat lukte niet
Ik had waarschijnlijk geen tijd. (Ik kon hem gewoon niet bereiken.). Naar mijn mening vervaagt dit effect naarmate de temperatuurgradiënten en (de intensiteit van de convectiestromen) in de geanalyseerde zone afnemen.
http://maxpark.com/community/5302/content/3334997#comment-44 797112
#10MAG » 09/04/2015, 22:02
http://globalwave.tv/forum/viewtopic.php?f=20&t=65
Eeuwen vlogen voorbij, maar zonder wonderen... - “noch hier, noch hier”: (Film 7. Hitte en temperatuur)
https://www.youtube.com/watch?v=FR45i5WXGL8&index=7& list=PLgQC7tmTSjqTEDDVkR38piZvD14Kde
rYw

Antwoord

Grappig effect. Het zou licht kunnen werpen op het eerste gramprobleem bij planeetvorming: hoe microscopisch klein stof kan samenklonteren in een wolk van gas en stof. Hoewel een atoom, bijvoorbeeld waterstof, verre van deeltjes is, bevindt het zich in praktisch isotrope thermische straling. Maar als twee stofdeeltjes het per ongeluk naderen, zullen ze, in wisselwerking met het atoom met hun straling, een impuls naar elkaar toe krijgen! De kracht is vele malen groter dan de zwaartekracht.

Antwoord

Om stofdeeltjes aan elkaar te laten plakken, hoef je niet zulke coole natuurkunde te gebruiken. Hoe zit het met “stofdeeltjes”? We begrijpen allemaal dat we het hoogstwaarschijnlijk hebben over H2O, als de belangrijkste vaste component in veel wolken? Verbindingen van koolstof met waterstof zijn extreem vluchtig (tot aan pentaan toe), over ammoniak zal ik helemaal niets zeggen, andere stoffen dan H, He, C, N, O zijn in de minderheid, en er is ook weinig hoop op complexe organische stoffen. De vaste stof zal dus voornamelijk water zijn. Het is waarschijnlijk dat ijs-sneeuwvlokken in echte gaswolken behoorlijk chaotisch en relatief snel bewegen, ik geloof dat met een snelheid van minstens centimeters per seconde. Een effect zoals dat in het artikel creëert eenvoudigweg niet zo'n potentieel voor het botsen van sneeuwvlokken - de karakteristieke relatieve snelheden van sneeuwvlokken zijn te hoog en sneeuwvlokken passeren elkaars potentiële gat in een fractie van een seconde. Maar, geen probleem. Sneeuwvlokken botsen al vaak en verliezen puur mechanisch energie. Op een gegeven moment zullen ze door moleculaire krachten op het moment van contact bij elkaar blijven en bij elkaar blijven, zodat er sneeuwvlokken ontstaan. Hier is voor het rollen van kleine en zeer losse sneeuwballen noch thermische noch zwaartekracht nodig; er is alleen een geleidelijke menging van de wolk nodig.
Ik ben ook van mening dat de berekening in het artikel een grove fout bevat. Er werd rekening gehouden met de paarsgewijze aantrekking van stofkorrels. Maar stof in een dichte wolk is ondoorzichtig en geeft van alle kanten uniforme warmte af, d.w.z. we hebben een stofje in een warme holle kamer. En waarom zou het naar het gebied van het dichtstbijzijnde stuifmeel vliegen? Die. Om de zwaartekracht te laten werken heb je koude ruimte nodig, maar in een dichte wolk is deze niet zichtbaar, wat betekent dat er geen thermische gradiënt is.

Antwoord
- >Ik ben ook van mening dat de berekening in het artikel een grove fout bevat. Er werd rekening gehouden met de paarsgewijze aantrekking van stofkorrels. Maar stof in een dichte wolk is ondoorzichtig en geeft van alle kanten uniforme warmte af, d.w.z. we hebben een stofje in een warme holle kamer.
  Dit is waar ik het niet mee eens ben. Hier kunnen we een analogie trekken met plasma. Bij de benadering van een ideaal botsingsloos plasma is alles ongeveer zoals je zegt: er wordt rekening gehouden met het gemiddelde veld, dat bij afwezigheid van externe ladingen en stromen gelijk is aan nul - de bijdragen van geladen deeltjes compenseren elkaar volledig. Wanneer we echter individuele ionen gaan beschouwen, blijkt dat de invloed van de dichtstbijzijnde buren nog steeds aanwezig is en dat er rekening mee moet worden gehouden (wat gebeurt via de Landau-botsingsintegraal). De karakteristieke afstand waarboven je de paarsgewijze interactie kunt vergeten, is de Debye-straal.
  Ik denk dat voor de beschouwde interactie een vergelijkbare parameter oneindig zal zijn: de integraal van 1/r^2 convergeert. Voor een rigoureus bewijs zou het nodig zijn om een kinetische vergelijking te construeren voor een ‘mist’ van druppeltjes met een dergelijke interactie. Nou ja, of gebruik de Boltzmann-vergelijking: de verstrooiingsdwarsdoorsnede is eindig, wat betekent dat je niet zo geavanceerd hoeft te zijn als in een plasma door een gemiddeld veld te introduceren.
  Nou, ik vond het een interessant idee voor een artikel, maar alles is triviaal. :(
  Maar in het artikel dat we bespreken deden ze dat heel eenvoudig: ze schatten de totale potentiële energie van een bolvormige wolk van microdeeltjes met een Gaussiaanse verdeling. Er bestaat een kant-en-klare formule voor de zwaartekracht; die hebben we berekend voor deze interactie (op de asymptotiek r>>R). En het bleek dat er een merkbaar gebied is waar de bijdrage van de zwaartekracht veel kleiner is.
  
  Antwoord
  - > Voor de interactie in kwestie denk ik dat een soortgelijke parameter oneindig zal zijn
    Misschien nul? Over het algemeen heb ik je post niet echt begrepen, er is een overvloed aan wiskunde die ik niet ken, terwijl het hier eenvoudiger is - om een ongebalanceerde kracht te hebben, heb je een stralingsdichtheidsgradiënt nodig, als er geen gradiënt is , er is geen kracht, omdat het is in alle richtingen hetzelfde.
    > En het bleek dat er een merkbaar gebied is waar de bijdrage van de zwaartekracht veel kleiner is.
    Kun je iets specifieker zijn? Ik begrijp niet echt hoe dit effect de vorming van iets in de ruimte van enige betekenis zou kunnen maken. Voor mij is dit een nutteloze berekening. Het is alsof je bewijst dat het effect meer dan 100.500 keer sterker is dan de zwaartekrachtinteractie tussen naburige atomen in de atmosfeer van Jupiter. Daar ben ik het mee eens, maar dit is alleen omdat de zwaartekrachtinteractie van individuele stofkorrels over het algemeen helemaal niet interessant is. Maar de zwaartekracht wordt tenminste niet afgeschermd.
    Het effect wordt naar mijn mening sterker in het nabije veld wanneer de afstand 0 nadert, maar dit is al een beschrijving van hoe precies de botsing van stofdeeltjes plaatsvindt als ze al zijn gebotst.
    PS: het potentieel van een stofkorrel in thermische straling hangt, zoals ik het begrijp, niet af van de orde van grootte van de grootte van de wolk - dit potentieel hangt alleen af van de stralingsdichtheid, d.w.z. op de temperatuur en de mate van dekking van de wolk. De mate van dekking in orde van grootte kan worden genomen als 1. Het blijkt dat het niet uitmaakt wat voor soort wolk we hebben, alleen de gemiddelde temperatuur om ons heen doet er toe. Hoe groot is dit potentieel, uitgedrukt in termen van kinetische energie m/s? (Ik kan het berekenen, maar misschien is er een kant-en-klare oplossing?) En als de wolk ondoorzichtig is, zal het potentieel van de wolk als geheel een functie zijn van de oppervlakte van de wolk. Vreemd genoeg kregen we dezelfde oppervlaktespanning, maar op een iets andere manier. En in de wolk zal het stof vrij zijn.
    
    Antwoord

Je opent het artikel uit 2013, kijk, moeilijk is het niet, alles staat daar beschreven in gewone mensentaal.

Ter illustratie namen ze een wolk met een eindige straal van 300 meter en plaatsten op domme wijze getallen in formules voor de situatie binnen en buiten de wolk. Het belangrijkste punt is dat zelfs buiten, op een afstand van bijna een kilometer van het centrum, de thermische aantrekkingskracht nog steeds sterker is dan de zwaartekracht. Dit is alleen maar om een idee te krijgen van de omvang van het effect. Ze erkennen dat de werkelijke situatie veel complexer is en zorgvuldig moet worden gemodelleerd.

Antwoord

Stof wordt (bij 400 °K) voornamelijk vertegenwoordigd door olivijn-, roet- en siliciumdeeltjes. Rode superreuzen roken ze.
Stofkorrels zetten kinetische energie om in warmte. En ze interageren niet met elkaar, maar met nabijgelegen atomen of moleculen die transparant zijn voor straling. Omdat r zich in een kubus bevindt, trekken de stofdeeltjes die zich binnen een millimeter of centimeter van de ATOM bevinden, deze naar zich toe, en ontstaat er een resulterende kracht die de stofdeeltjes bij elkaar brengt. Tegelijkertijd worden stofkorrels per meter genegeerd vanwege een miljarden (of zelfs biljoenen) afname van de interactiekracht.

Antwoord

“Deze straling divergeert in alle richtingen, dus de energiedichtheid neemt af met de afstand als 1/r2. Een atoom dat dichtbij is, voelt deze straling omdat het zijn energie verlaagt. En omdat het atoom ernaar streeft zijn interactie-energie zoveel mogelijk te verlagen, is het energetisch voordelig dat het dichter bij de bal komt – daar is de energiereductie immers het grootst!”
Maar neem me niet kwalijk, als een atoom naar een verwarmde bal snelt, zal het zijn energie op geen enkele manier verlagen, maar integendeel alleen maar vergroten. Ik ben van mening dat dit geen juiste uitleg is.

Antwoord

Toen kwam ik met een probleem. Laat er een thermisch gestabiliseerde kamer zijn die bestaat uit twee zwarte hemisferen met verschillende stralen, georiënteerd in verschillende richtingen, en een extra platte ring. Laat de linkerhersenhelft een kleinere straal hebben dan de rechter, een vlakke scheidingswand maakt het kamergebied gesloten. Laat het atoom zich in het krommingsmiddelpunt van elk van de twee hersenhelften bevinden en roerloos zijn. Laat de hemisferen warm zijn. De vraag is: zal het atoom thermische kracht in één richting ervaren?

Hier zie ik 2 oplossingen: 1) In zo’n kamer zal snel thermisch evenwicht ontstaan, d.w.z. De stralingsdichtheid zal aan alle kanten hetzelfde zijn, en op elk punt in de kamer hetzelfde. Als de dichtheid van thermische straling in de kamer niet afhankelijk is van het geselecteerde punt, verandert het potentieel voor interactie met straling niet, wat betekent dat er geen kracht is.
2) Verkeerde beslissing. We verdelen de muur in oppervlakte-elementen van gelijke oppervlakte en integreren de interactiekracht van het atoom met het oppervlakte-element. Het blijkt dat de platte ring een nulbijdrage levert, en dat het dichtstbijzijnde linkeroppervlak kwadratisch minder punten heeft, die elk in de kubus een keer sterker sleept - d.w.z. een stofje vliegt naar het dichtstbijzijnde oppervlak, d.w.z. links.

Zoals je ziet is het antwoord totaal anders.

Verklaring van de tegenstrijdigheid. Als we een stralend element hebben met een niet-bolvormige vorm, dan schijnt het niet in alle richtingen evenveel. Als resultaat hebben we een gradiënt van stralingsdichtheid, waarvan de richting niet naar de zender is gericht. Vervolgens krijgen we dit: een complex oppervlak in punten opdelen en deze als RONDE stofdeeltjes beschouwen, wordt volkomen onjuist.

Antwoord

Hier kwam een nog interessanter probleem in me op. Laten we een warmteafgever hebben in de vorm van een platte zwarte ring, waarvan de buitenste en binnenste stralen gelijk zijn aan R en r. En precies op de as van de ring, op een afstand h, bevindt zich een atoom. Tel h<

Oplossing 1 (fout!). Breek de ring in ‘stofdeeltjes’ en neem vervolgens de integraal van de aantrekkingskracht van het atoom en de elementen van de ring over het oppervlak. De berekening is niet interessant, omdat op de een of andere manier krijgen we te horen dat het atoom de ring in wordt getrokken.
Oplossing 2. De ring kan vanaf het uiteinde niet schijnen of glanst nauwelijks, d.w.z. het energiepotentieel van het atoom op punten van het vlak van de ring wordt 0 (maximaal potentieel). De straling van de ring zal niet nul zijn op punten waarvan de hoogte h boven het vlak van de ring anders is dan 0; op deze punten zal er een niet-nul potentiaal zijn (minder dan 0). Die. we hebben een stralingsdichtheidsgradiënt, die lokaal (bij h~=0, h<

Het lijkt mij dat oplossing 1 een fout bevat, ik schijn te begrijpen waar, maar ik kan het niet in eenvoudige woorden uitleggen.

Dit probleem laat dit zien. Een atoom wordt niet aangetrokken door een object dat warmte afgeeft, d.w.z. de krachtvector is niet gericht op het stralende oppervlak. Het maakt voor ons niet uit WAAR de straling VANDAAN komt, wat voor ons van belang is, is HOEVEEL straling op een bepaald punt en wat de stralingsdichtheidsgradiënt is. Het atoom beweegt in de richting van de stralingsdichtheidsgradiënt, en deze gradiënt kan zelfs gericht zijn op dat halve vlak waarin zich geen enkel punt van de emitter bevindt.

Probleem 3. Dezelfde ring als in stap 2, maar het atoom bevindt zich aanvankelijk op het punt h=0. Deze toestand is evenwichtig en symmetrisch, maar onstabiel. De oplossing zou een spontane symmetriebreuk zijn. Het atoom zal uit de positie van het symmetriecentrum worden geduwd, omdat het is onstabiel.

Ik vestig ook de aandacht op het feit dat het niet nodig is de wolk te vervangen door aangetrokken stofdeeltjes. Het zal slecht aflopen. Als 3 stofkorrels op dezelfde rechte lijn staan en elkaar een beetje in de schaduw stellen, dan wordt de symmetrie spontaan verbroken, bij zwaartekrachten is dit niet het geval, omdat De zwaartekracht is niet afgeschermd.

Antwoord

Ik heb een vraag (niet alleen voor Igor, maar voor iedereen). Hoe komt potentiële energie terecht in de zwaartekrachtmassa van een systeem? Ik wil dit probleem graag oplossen. Het universum bestaat bijvoorbeeld uit stofkorrels die gelijkmatig in de ruimte zijn verdeeld en die door zwaartekracht met elkaar in wisselwerking staan. Het is duidelijk dat zo'n systeem een hoge potentiële energie heeft, omdat er een toestand van het systeem is waarin deze stofkorrels geconcentreerd zijn in sterrenstelsels, die elk minder potentiële energie hebben, vergeleken met de stofkorrels die verspreid zijn door de ruimte waaruit ze bestaan. De specifieke vraag is: is de potentiële energie van dit systeem inbegrepen in de zwaartekrachtmassa van het universum?
Het lijkt mij dat deze vraag verband houdt met het onderwerp dat door PavelS aan de orde is gesteld. In een oneindig universum is het onmogelijk om een bol te identificeren die het bedekt. En binnen elke andere bol, bijvoorbeeld die een sterrenstelsel omhult, heeft het zwaartekrachtpotentieel dat wordt gecreëerd door materie die zich achter de bol bevindt (die zich op grote schaal vrijwel uniform in de ruimte bevindt) geen invloed op het gedrag van lichamen binnen deze bol. Daarom kunnen we alleen praten over het binnendringen van potentiële energie in de zwaartekrachtmassa in relatie tot lokale inhomogeniteiten in de verdeling van materie.

Antwoord

Ik heb deze vraag niet gesteld. :) Het leek mij ook dat de uitdijing van het universum, rekening houdend met donkere energie en het rood worden van fotonen, in strijd is met de wet van behoud van energie, maar als je dat echt wilt, kun je je omdraaien en zeggen dat de totale energie van het heelal is nog steeds 0, omdat de substantie bevindt zich in een potentiële put, en hoe meer substantie, hoe dieper de put. Waar ik het voor heb gekocht, is de reden waarom ik het verkoop - ik ben zelf niet goed in details.
Wat potentiële energie betreft, wordt deze meestal als minder dan nul beschouwd. Die. vrije deeltjes zijn nul, gebonden deeltjes zijn al kleiner dan 0. Negatieve potentiële energie werkt dus als negatieve massa (massadefect) - de massa van het systeem is kleiner dan de massa van de individuele componenten. Tijdens de ineenstorting van een supernova gaat de potentiële energie bijvoorbeeld in een grote min, en het verschil in de massa van wat was en wat werd kan naar buiten worden uitgezonden in de vorm van fotonen (in plaats van fotonen maar eigenlijk neutrino's).

Antwoord
- Het artikel bespreekt de manifestaties van potentiële energie in een systeem. Als er een potentiële gradiënt van deze energie in het systeem aanwezig is, ontstaat er een kracht. Je hebt terecht opgemerkt dat er onder sommige omstandigheden geen gradiënt is vanwege volledige symmetrie (het atoom bevindt zich in een bol). Ik vervolgde de analogie met betrekking tot het universum, waar er als geheel geen gradiënt van potentiële zwaartekrachtenergie bestaat. Er zijn alleen lokale manifestaties ervan.
  Er wordt beweerd dat de massa van materie voornamelijk bestaat uit de kinetische energie van quarks en gluonen, plus een klein deeltje als gevolg van het Higgsveld. Als we aannemen dat deze massa ook negatieve potentiële energie bevat, dan is deze bewering niet waar.
  De protonmassa is 938 MeV. De totale massa van quarks, zoals bepaald door natuurkundigen, bedraagt ongeveer 9,4 MeV. Er is hier geen sprake van een massadefect. Ik wil in het algemeen begrijpen of potentiële energie op enigerlei wijze in aanmerking wordt genomen in de algemene relativiteitstheorie, als massagenerator, of niet. Of er is eenvoudigweg sprake van energie – wat de som is van kinetische energie en potentiële energie.
  “Tijdens de ineenstorting van een supernova gaat de potentiële energie bijvoorbeeld in een grote min, en het verschil in de massa van wat was en wat werd kan naar buiten worden uitgezonden in de vorm van fotonen (in plaats van fotonen maar eigenlijk neutrino’s) .”
  Dus wat - een gat omdat de substantie die erin viel en zich in een diep potentieel gat bevindt, niet lichter wordt, misschien door de hoeveelheid energiemassa - de substantie die het teruggaf.
  
  Antwoord
  - "behalve de hoeveelheid massa energie - materie die het teruggaf"
    Dit ‘tenzij’ kan zo groot zijn als je wilt. Dus nadat ze een kilo in het zwarte gat is kwijtgeraakt, zal ze minder dan 1 kg minder zwaar zijn. In de praktijk wordt tot 30% van de vallende massa door de accretieschijf als röntgenstraling uitgezonden, maar het aantal vallende protonen neemt niet af. Er wordt geen materie uitgezonden, maar röntgenstraling. Het is niet gebruikelijk om röntgenstraling met de term substantie te noemen.
    Lees het nieuws over de botsing van twee zwarte gaten, en het resultaat is daar ook merkbaar slechter dan het totaal van de oorspronkelijke gaten.
    En tot slot is de vraag WAAR je bent met je weegschaal. In welk referentiekader en op welk punt? De meetmethode is alles. Afhankelijk hiervan ben je van plan verschillende massa's te meten, maar IMHO is dit meer een terminologische kwestie. Als een atoom zich in een neutronenster bevindt, kun je de massa ervan niet meten, behalve door het te vergelijken met een naburig testlichaam in de buurt. In dit opzicht neemt de massa van een atoom niet af als hij in een gat valt, maar is de massa van het totale systeem niet gelijk aan de som van de massa's van de componenten. Ik geloof dat dit de meest accurate terminologie is. In dit geval wordt de massa van het systeem altijd gemeten ten opzichte van een waarnemer buiten dit systeem.
    
    Antwoord
    - De term ‘omvang van de massa van energie – materie’ betekent hier ‘omvang van de massa van energie en massa van materie’. Röntgenstralen hebben rustmassa als ze worden opgesloten in een spiegelkast of in een zwart gat. Zwaartekrachtgolven dragen ook energie en er moet rekening mee worden gehouden in de massagenerator in de algemene relativiteitstheorie. Mijn excuses voor de onjuistheid van de formulering.
      Hoewel, zoals ik weet, het vrijwel stationaire zwaartekrachtveld zelf niet in aanmerking wordt genomen bij de samenstelling van de massa in de algemene relativiteitstheorie. Daarom mag er ook geen rekening worden gehouden met de potentiële veldenergie. Bovendien is potentiële energie altijd relatief. Of zie ik dat verkeerd? In dit verband is de bewering dat de massa van het universum 0 is vanwege de negatieve energie (en massa) van het zwaartekrachtveld onzin.
      Als we in het voorbeeld met een zwart gat aannemen dat tijdens het vallen in het gat, bijvoorbeeld een kilo aardappelen, er niets uitkwam, denk ik dat het zwarte gat zijn massa met deze kilogram vergroot. Als je bij de samenstelling van de massa geen rekening houdt met de potentiële energie van aardappelen, ziet de rekenkunde er als volgt uit. Wanneer een aardappel in een gat valt, krijgt hij meer kinetische energie. Hierdoor vergroot het zijn massa, gezien vanaf de buitenkant van het gat. Maar tegelijkertijd vertragen, van buitenaf gezien, alle processen in aardappelen. Als we corrigeren voor tijdsdilatatie, zal de massa van de aardappel, als we ernaar kijken vanuit een extern referentiekader, niet veranderen. En het zwarte gat zal zijn massa met precies 1 kilogram vergroten.
      
      Antwoord

“Het heelal bestaat bijvoorbeeld uit stofdeeltjes die gelijkmatig in de ruimte zijn verdeeld en die door zwaartekracht met elkaar in wisselwerking staan.”

Uw model is al tegenstrijdig en staat los van de werkelijkheid. Je kunt een heleboel van dergelijke voorbeelden bedenken en elke keer tot een conclusie komen.
En entropie zal een factor zijn in de ordelijkheid van uw systeem. En potentiële energie zal je geen interessante resultaten opleveren, omdat deze relatief is ten opzichte van het gekozen referentiepunt en de waarnemer.

In de echte wereld is een soortgelijk model een kristal. Daarin zijn atomen gelijkmatig verdeeld in de ruimte en interageren ze met elkaar.
Verbeter mij als ik het fout heb.

Antwoord

“Uw model is al tegenstrijdig en staat los van de werkelijkheid.”
Wat inconsistentie betreft, dit moet worden bewezen. In termen van naleving van de realiteit - misschien. Dit is een hypothetisch model. Het is een beetje vereenvoudigd voor een beter begrip.
“En entropie zal een factor zijn in de ordelijkheid van uw systeem...”
Mee eens zijn.

Antwoord
- Als je van golftheorieën uit de natuurkunde houdt en deze graag modelleert, probeer dan dit effect in ons verbazingwekkende universum te verklaren.
  Het manifesteert zich op alle schalen.
  https://cs8.pikabu.ru/post_img/2017/01/30/0/1485724248159285 31.webm
  Ik heb dit ook voor de AI hierboven gepost. Het zal interessant zijn om ook de grondgedachte erachter te zien.
  
  Antwoord
  
  Sorry dat ik bot ben, maar dit is een banale techniek uit het eerste jaar van de universiteit. Het fenomeen zelf zou echter begrijpelijk moeten zijn voor zelfs een sterke student. Begrijp alsjeblieft dat ik geen tijd kan verspillen aan willekeurige verzoeken. Over het algemeen is het beter om bij het nieuws te blijven als u commentaar geeft op nieuws.
  
  Antwoord
  - - Gelooft u werkelijk dat natuurkunde neerkomt op het opsommen van alle mogelijke problemen en een lijst met oplossingen daarvoor? En dat een natuurkundige, die een probleem ziet, deze magische lijst opent, daarin probleem nummer één miljoen zoekt en het antwoord leest? Nee, natuurkunde begrijpen betekent een fenomeen zien, begrijpen, formules schrijven die het beschrijven.
      Als ik zeg dat dit een banaal eerstejaars natuurkunde is, betekent dit dat een natuurkundestudent na een normale cursus mechanica dit zelf kan oplossen. Een normale student zoekt geen oplossing, hij lost het probleem zelf op.
      Sorry voor de berisping, maar deze wijdverbreide houding is zeer deprimerend. Dit is de basis voor het misverstand van de meeste mensen over wat wetenschap doet en hoe zij dat doet.
      
      Antwoord
      - Ik ben het helemaal met je eens. Er is geen groter plezier dan zelf een probleem oplossen. Het is als een medicijn))
        Ik stelde gewoon een vraag op een vriendelijke manier.
        Ik heb over het algemeen een gemiddeld niveau in het oplossen van problemen in de natuurkunde. Bij de All-Union Natuurkundeolympiades zat ik er middenin. Maar in het programmeren en modelleren slaagde ik erin hogerop te komen. maar hier is een andere manier van denken aan het werk.
        
        Antwoord
        
        Ik kan de essentie van dit fenomeen niet duidelijk in eenvoudige woorden formuleren. (een soort verdoving in mijn hoofd). Precies het punt. Om het over te zetten naar een ander model en het ook uit te leggen aan schoolkinderen.
        
        Dit experiment kan worden gezien als een signaal dat doorgaat. En het reist sneller langs een gebogen traject.
        Waar komt deze tijdwinst vandaan?
        Uiteraard heeft ook de vorm van het traject invloed op deze vertraging. Als je hele diepe gaten maakt, zal de bal het gat simpelweg niet overwinnen en verliest hij energie door luchtweerstand bij hoge snelheden.
        Als je het probleem stelt als het bepalen van de optimale vorm van het traject, dan lijkt het probleem niet langer een schoolprobleem te zijn. We komen al in aanraking met veel verschillende functies en vormen van het traject.
        Kunnen we dit probleem naar de elementen brengen? Het lijkt mij dat het voor veel mensen nuttig zou zijn, te oordelen naar de reactie van mensen. En deze taak weerspiegelt de realiteit goed.
        
        Antwoord
        
        Eerlijk gezegd begrijp ik niet hoe je dit fenomeen niet ziet als je deelneemt aan Olympiades voor de hele Unie. Zeker in combinatie met het feit dat je volgens jou de essentie van dit fenomeen niet helder kunt formuleren.
        Begrijp je dat de tijd die nodig is om een traject af te leggen niet alleen afhangt van de lengte, maar ook van de snelheid? Begrijp je dat de snelheid onderaan groter is dan bovenaan? Kun je deze twee feiten combineren tot het algemene inzicht dat een langer traject niet noodzakelijkerwijs meer tijd betekent? Het hangt allemaal af van de snelheidstoename met toenemende lengte.
        Het is voldoende om dit fenomeen te begrijpen om niet langer verrast te worden door het effect. En een specifieke berekening voor een willekeurig traject vereist een zorgvuldige registratie van de integraal (en dit is waar het eerste jaar universiteit nodig is). Daar zal het natuurlijk voor verschillende trajecten anders zijn, maar er kan worden aangetoond dat voor een tamelijk vlak traject van welke vorm dan ook, dat strikt onder de rechte lijn gaat, de reistijd altijd korter zal zijn.
        >Ik heb nu plezier met de tijdtheorie.
        Dit is een zeer gevaarlijke formulering. Zo gevaarlijk dat ik je proactief vraag om niets over dergelijke onderwerpen te schrijven in de opmerkingen over elementen. Bedankt voor het begrip.
        
        Antwoord
        
        Ik zie dit fenomeen, ik begrijp het, en ik kan de integraal over elke vorm van het traject nemen en gemakkelijk een programma voor de berekening schrijven.
        Maar als ik met tieners naar het experimentarium ga en hen in eenvoudige taal uitleg hoe alles werkt, faal ik juist op dit fenomeen. Misschien is het de leeftijd die zijn tol eist))
        En de vaardigheid om snel en gemakkelijk het uiteindelijke antwoord te zien, verdwijnt als je niet voortdurend oefent. Waarschijnlijk net als in de sport. Op 40-jarige leeftijd is het moeilijk om op de horizontale balk te draaien zoals in je jeugd... en salto's te maken)))
        Ik had nooit gedacht dat het bespreken van tijd taboe is))). Bovendien is dit de basis. Toen ik Hawking las en zag hoe zij deze ideeën populair maakten, wist ik zeker dat ze de hoofden van onderzoekers van over de hele wereld veroverden.
        Misschien heb je mij verkeerd begrepen?
        Maar dit is slechts een gesprek... en natuurlijk ga ik de regels niet overtreden en ketterij en ongefundeerde persoonlijke theorieën promoten)) Dit is in ieder geval niet fatsoenlijk...
        Maar de hersenen hebben voedsel en iets nieuws nodig)))
        
        Antwoord
        
        Wat betreft de Olympische Spelen. Mijn ervaring heeft geleerd dat de echt coole jongens niet degenen zijn die nieuwe problemen oplossen, maar degenen die ze bedenken. Er zijn er maar een paar. Dit is een andere dimensie en kijk op de wereld. Een toevallig gesprek van 5 minuten met zo iemand op een van de Olympiades heeft mijn leven compleet veranderd en mij uit diepe illusies gehaald en zelfs mijn leven gered.
        Hij grapte dat ‘Doctor of Science’ zijn titel krijgt voor het behandelen van gewonde collega’s die niet in staat waren een van de glijbanen te beklimmen.
        Deze persoon voerde aan dat de topwinnaars van de Olympiades vervolgens oplossen in de wetenschappelijke gemeenschap en geen nieuwe ontdekkingen en resultaten opleveren. Zonder constante brede ontwikkeling van je kennis en echte vaardigheden zal het pad naar iets nieuws daarom niet zichtbaar zijn.
        En over het algemeen zijn de Olympische Spelen een pure sport met geluk, moed, sluwheid, met veel blessures en verlamming van de psyche van kinderen, inclusief ikzelf. Maar dit is het leven)))
        
        Antwoord

Myth en Legend Busters hebben uw veronderstelling al weerlegd.
https://www.youtube.com/watch?v=XsKhzk4gn3A

Het effect is onafhankelijk van materialen en wrijving.
Volgens jouw versie zal het effect ook verdwijnen als we de ballen vervangen door glijdende gewichten.

Bovendien ervaren snellere ballen meer luchtweerstand. De weerstand is evenredig met het kwadraat van de snelheid. En toch weerhoudt dit hen er niet van om op de eerste plaats te komen.

Laten we meer realistische ideeën hebben. Deze dingen weerspiegelen rechtstreeks de manier waarop onze wereld werkt.

Antwoord

- Over het algemeen heeft rolwrijving er niets mee te maken...))
  Het effect werkt in modellen zonder wrijving en lucht.
  Je kunt magneten maken en de lucht eruit pompen.
  Maar het berekenen van de vorm van het traject dat het snelste is, is best een cool probleem.
  Professionals in de klassieke mechanica kunnen het antwoord waarschijnlijk intuïtief voorspellen.
  
  Antwoord
  - Het drong tot me door dat het experiment in je video lijkt op een slinger van Foucault. Het is duidelijk dat het snelste traject voor de bal een cirkelvormige boog zal zijn met de kleinst mogelijke straal (tot een halfcirkelvormig pad = 1 halve golf met de rand naar beneden). Voor een slinger wordt de paradox van een langer traject en tegelijkertijd een grotere snelheid opgelost vanwege de kleinere straal van de beschreven boog, d.w.z. de lengte van de slingerarm, waarvan de periode van zijn oscillatie afhangt.
    In dit geval is elke afwijking van de beweging van de bal van een strikt cirkelvormige beweging ongewenst, omdat dit een negatief effect zou moeten hebben op de gemiddelde snelheid. De rechtlijnige beweging van de bal in de video lijkt op de oscillaties van een slinger met een zeer lange arm, die, zoals iedereen begrijpt, de langste oscillatieperiode heeft. Daarom wordt daar de laagste balsnelheid waargenomen.
    Het lijkt erop dat ik het zonder integralen heb gedaan;)
    Interessant probleem!
    
    Antwoord
    - We moeten het wiskundig bewijzen en de hypothese testen. Maar het klinkt interessant... een van de laatste versies was dat dit een omgekeerde cycloïde is.
      Ik heb veel van dat soort dingen op voorraad.
      Bijvoorbeeld:
      Het meest ogenschijnlijk banale probleem op het gebied van energiebesparing voor school, maar het toont precies het begrip van potentiële energie en kinetische energie aan waar Nicolaus het over had. Het probleem voor hem brak de hersenen van velen, zelfs van jongens die serieus bezig waren met natuurkunde.
      We nemen een machine met een opwindveer. We legden het op de grond en lieten het los. Door de veer versnelt hij naar snelheid V. We schrijven de wet van behoud van energie op en berekenen de energie van de veer.
      0 + E(veren) = mV^2/2
      Nu aandacht! We gaan naar een gelijk traagheidssysteem dat naar de auto toe beweegt. Grofweg rijden we met snelheid V richting de auto.
      Ten opzichte van ons was de snelheid van de auto in het begin V, na acceleratie zal deze 2V zijn.
      We berekenen de energie van de lente.
      E(veren) + mV^2/2 = m(2v)^2/2
      E(veren) = 3mV^2/2
      De energie van de veer nam plotseling toe ten opzichte van een ander traagheidsreferentieframe.
      Bovendien, hoe sneller je richting de auto beweegt, hoe groter de energie van de veer.
      Hoe is dit mogelijk?
      Nicolaus is voor jou. De wet van behoud is geschonden. Hoera! het is klaar!))))
      Dit is ook een fundamenteel begrip van processen en energieoverdracht.
      Kinderen houden ervan om problemen te veroorzaken)))
      
      Antwoord
      
      Uw uitdrukking na “Wij berekenen de energie van de lente” is onjuist.
      “En kinderen die vragen stellen, zijn zeer zeldzaam.”
      Kinderen die vragen stellen zijn niet ongewoon. Alle kinderen hebben een periode van ‘waarom’.
      Over het algemeen zal ik ervan afzien om met u te praten, om u niet per ongeluk te beledigen. Ik maak graag grappen die misschien niet worden begrepen.
      
      Antwoord

Antwoord

Nee niet zo. Vacuümenergieniveau, d.w.z. lege ruimte, bepaalt de dynamiek van de recessie van sterrenstelsels. Versnellen ze of vertragen ze juist? Hierdoor voorkom je dat je de weegschaal te vrij beweegt. Het vacuümpotentieel kan niet willekeurig worden gekozen; het is volledig meetbaar.

Antwoord

Lieve Igor! Ik begrijp natuurlijk dat je genoeg hebt van commentatoren nadat elk nieuwsartikel is gepubliceerd. We moeten u bedanken voor het verstrekken van informatie over buitenlandse ontwikkelingen, en geen onzin, maar we zijn wie we zijn. Het is uw recht om over het algemeen naar de oorspronkelijke bron te verzenden, omdat... Dit is een herschrijving of Copy Paste met een technisch correcte vertaling, waarvoor wederom een aparte ATP bestaat.
En nu over het onderwerp: als een atoom, deeltje, welk lichaam dan ook zonder kinetiek dichter bij de bron van elektromagnetische straling wordt gebracht, neemt de totale energie ervan toe. En hoe het binnen het lichaam wordt herverdeeld (wat meer toeneemt (verlaagt), kinetisch of potentieel), dit heeft geen invloed op het eindresultaat. Daarom zei ik dat de uitleg van de auteurs van het artikel niet correct is. In feite is er geen thermische kracht; het is de zwaartekracht. Hoe gebeurde dit? Het antwoord staat in het artikel: “Gravity of the Earth Photonic-quantum zwaartekracht”, gepubliceerd in het Hongaarse tijdschrift (p. 79-94):
http://tsh-journal.com/wp-content/uploads/2016/11/VOL-1-No-5 -5-2016.pdf

Antwoord

Igor, ik weet niet of dit slechte manieren zijn. Maar in het licht van de talrijke commentaren over dit onderwerp lijkt het mij dat er behoefte is aan het schrijven van een goede populair-wetenschappelijke tekst, ook over het concept van potentiële energie. Omdat mensen naar mijn mening een beetje in de war zijn. Misschien, als je tijd hebt, probeer je op een wetenschappelijk populaire manier over de Lagrangianen te schrijven? Het lijkt mij dat er met jouw talent en ervaring een zeer noodzakelijk artikel zal zijn. Ik begrijp dat zulke fundamentele concepten het moeilijkst zijn om over te schrijven. Maar wat denk jij?

Antwoord

Laat mij uw vraag beantwoorden.

Dit staat er op Wikipedia:
De publicatie van het werk van Eagleworks heeft ertoe geleid dat EmDrive soms wordt omschreven als "NASA-getest", hoewel het officiële standpunt van het bureau anders is: "Dit is een klein project dat nog niet tot praktische resultaten heeft geleid."

Maar uit de tekst blijkt duidelijk dat er interesse is voor dit apparaat en dat de makers de aandacht hebben kunnen trekken. Anders zou niemand geld hebben toegewezen. Er is daar iets.
Ik stel voor dat u even wacht en de uiteindelijke resultaten bekijkt. Dit bespaart u tijd en moeite. Maar je moet niet op wonderen hopen en dromen over hoe gevestigde kennis en ervaring zullen instorten)))
Het is beter om iets nieuws te bouwen dan te proberen af te breken wat onze voorouders deden.
Simpel gezegd: als hun apparaat werkt, zal er een persoon zijn die alles rustig zal beschrijven binnen het kader van bestaande theorieën.

Antwoord

- Ik begrijp je gevoelens goed. Onder mijn programmeursvrienden die een denkvermogen hebben ontwikkeld, maar geen ervaring hebben met het werken met de natuurkundetheorie, zijn er veel van dergelijke gevoelens. Zoek een video op YouTube, zoek een grootvader in de garage die een perpetuum mobile heeft gebouwd, enz., hun favoriete tijdverdrijf.
  Het is altijd gezellig en een goede reden om samen te komen in de natuur en te barbecueën.
  En voor mij is dit een kans om mijn eigen kennis en lacunes nog eens te testen. (Iedereen heeft ze. Sommige mensen zijn erg verlegen en vermommen ze.)
  De kern van uw vraag ligt in de fundamentele natuurkunde. Als je duidelijk de basisbeginselen van de natuurkundetheorie begrijpt, zul je iets eenvoudigs begrijpen.
  Zodra de unieke werking van emDrive bewezen is, en het duidelijk is dat dit geen verkapte verzameling van reeds bekende effecten is, zal iedere competente natuurkundige met een verklaring komen.
  Maar het bewijs van het experiment moet rigoureus zijn en alle procedures zijn door de eeuwen heen verfijnd. Er zijn hier geen obstakels. U hoeft alleen maar duidelijke procedures te volgen die in de wetenschappelijke wereld worden geaccepteerd.
  De wereld van de echte natuurkunde is een hoop geld. En ze worden alleen gegeven voor een specifiek resultaat. Niemand houdt ervan om tijd te verspillen en in dummies te vallen. De straffen voor fouten zijn zeer streng. Voor mijn ogen stierven mensen eenvoudigweg binnen een paar maanden toen hun hoop de grond in werd geboord. En ik zwijg over hoeveel mensen gewoon gek worden, gefixeerd op hun ideeën in pogingen om ‘de hele mensheid te helpen’.
  Dit is niet normaal.
  Alle natuurkunde is gebaseerd op de eenvoudigste paar ideeën. Totdat je het grondig begrijpt, is het beter om niet met windmolens te vechten.
  Eén van de postulaten van de fundamentele natuurkundetheorie is de volgende: we kunnen ruimte en tijd voor onbepaalde tijd verdelen.
  En dan komt de wiskunde erbij. Je hebt ook een munt en een potlood nodig.
  Op één vel papier met dit idee kun je de Maxwell-verdeling afleiden. En voorspel de willekeurige verdeling van ballen in een standaardexperiment en maak een wandeling door de dimensies.
  Als je deze oefening rustig doet, begrijp je wat je doet.
  Met andere woorden, voordat je een salto op de horizontale balk maakt, moet je jezelf rustig en zonder na te denken op wat voor manier dan ook omhoog trekken.
  In de natuurkundetheorie is er een punt van waaruit alles is opgebouwd. Vanaf dit punt moet je alle basisformules en theorieën kunnen opbouwen.
  Als je meerdere keren over de hoofdpaden en paden loopt, word je een eerlijke en echte bewoner van deze wereld.
  En dan zul je begrijpen dat de taal van de natuurkunde alle verschijnselen kan beschrijven.
  Een taalkundige vriend van mij ziet natuurkunde als een taal om de echte wereld te beschrijven. Hij gelooft niet eens in het elektron))) En dat is zijn gelijk...
  En mijn wiskundige vrienden zeggen dat natuurkunde wiskunde is waaraan een druppel tijd (dt) is toegevoegd.
  Begin met de basis. Alles is hier duidelijk en mooi)))
  
  Antwoord

"Ten derde is er nog een andere aantrekkingskracht: de zwaartekracht. Deze is niet afhankelijk van de temperatuur, maar neemt toe met de lichaamsmassa."

Ik ben er niet zo zeker van dat de zwaartekracht onafhankelijk is van de temperatuur. De dynamiek van deeltjes neemt toe met de temperatuur, wat betekent dat de massa (althans relativistisch) toeneemt, wat betekent dat de zwaartekracht toeneemt.
In het algemeen gesproken, rekening houdend met de [eigenlijk] dynamische aard van zwaartekrachten, brengt dit feit de zwaartekracht in verband met temperatuur als een dynamisch kenmerk van mechanische systemen. Maar dit is een onderwerp voor een ander gesprek, of liever theorie. ;)

Antwoord

Voor zover ik begrijp is dit effect in een 'geluidsveld' nog eenvoudiger te implementeren als de dipool wordt vervangen door een membraan (bijvoorbeeld een zeepbel) met een resonantie op een hogere frequentie dan die waarop de geluidsgenerator reageert. is afgestemd. Toch is het op de een of andere manier gemakkelijker om een kilowatt aan energie in geluid te investeren dan in EM-straling))

Het zou grappig zijn: zeepbellen worden aangetrokken door de luidspreker...

Antwoord

Geluid en muziek zijn over het algemeen handige dingen om golven te bestuderen. Dit is mijn hobby.
Als iemand geïnteresseerd is, zijn hier mijn pogingen om de kwantumfysica en Schumann-resonantie in creativiteit toe te passen.
https://soundcloud.com/dmvkmusic
Dit is 3D-muziek, je hoeft er dus alleen naar te luisteren met een koptelefoon of goede speakers.
Ik heb speakers en een hele studio en zelfs zeepbellen.
Ik zal je idee controleren)))
Bedankt!
Laten we meer doen!)))

Antwoord

“En aangezien het atoom ernaar streeft zijn interactie-energie zoveel mogelijk te verlagen, is het energetisch voordelig dat het dichter bij de bal komt – daar is de vermindering van de energie immers het grootst!”
Een soort onzin, geen verklaring, wat het atoom wil, iets dat het ten goede komt. En uit eigen vrije wil beweegt hij zich waar hij maar wil.
Wat jammer dat er nu geen natuurkundigen zijn die dit kunnen verklaren.
Om nog maar te zwijgen van het feit dat blootstelling aan energie wordt uitgelegd als een manier om het energieniveau van het object te verlagen. De tweede wet van de thermodynamica lijkt hysterisch te stuiptrekken. Sorry.

Antwoord

Helaas was het tijdens de discussie niet mogelijk om een alomvattend antwoord te krijgen op de kwestie van potentiële energie. Daarom probeerde ik het zelf uit te zoeken (wat tijd kostte). Dat is wat er uit voortkwam.

Veel antwoorden werden gevonden in de presentatie van de lezing door de opmerkelijke Russische natuurkundige Dmitry Dyakonov, “Quarks en waar massa vandaan komt.” http://polit.ru/article/2010/09/16/quarks/. Dmitry Dyakonov had een van de hoogste citatiecijfers; ik denk dat hij een van de grote natuurkundigen is.

Wat verrassend is, vergeleken met de lezing, is dat ik nergens over loog in mijn aannames toen ik schreef over de aard van potentiële energie.

Dit is wat Dmitry Dyakonov zei.

‘Nu wil ik je meenemen in een diepe gedachte. Kijk naar dia 5. Iedereen weet dat een vogel op een draad zit, er zit 500 kilovolt in de draad, maar dat kan niets schelen. Als de vogel zich nu uitstrekt en de ene draad met de ene poot vastpakt, en de andere met de andere poot, zal dat niet goed zijn. Waarom? Omdat ze zeggen dat het elektrische potentieel zelf geen fysieke betekenis heeft; het wordt, zoals we graag zeggen, niet waargenomen. Er is een nauwkeurigere verklaring dat de waargenomen elektrische veldsterkte wordt waargenomen. Spanning is – wie weet – een gradiënt van potentieel.”

Het principe – dat niet de waarde van het elektrische potentieel zelf wordt waargenomen, maar alleen de verandering ervan in ruimte en tijd – werd al in de 19e eeuw ontdekt. Dit principe is van toepassing op alle fundamentele interacties en wordt “gradiëntinvariantie” of (een andere naam) “gauge-invariantie” genoemd.

“Ik begon mijn lijst met zwaartekrachtinteractie. Het blijkt dat het ook gebaseerd is op het principe van ijkinvariantie, alleen is het niet onafhankelijk van "kleur", niet van potentieel, maar van iets anders. Ik zal proberen uit te leggen waarom.
Laten we ons voorstellen dat er ergens een grote massa is. Bijvoorbeeld de zon. De zon is een grote massa. Wat doet het? Het lijkt alsof de vlakke ruimte wordt gebogen, en de ruimte wordt gekromd. Heel duidelijk. Nu we de aarde dichtbij plaatsen, begint deze rond de zon te draaien. In feite is het beeld behoorlijk geometrisch: de ruimte is gecomprimeerd en onze planeet Aarde draait in dit gat. Kijk naar de dia - alle coördinaatlijnen zijn daar vervormd. En dit is wat Einsteins belangrijkste prestatie was toen hij de algemene relativiteitstheorie naar voren bracht. Hij zei dat alle waarneembare fysische verschijnselen niet mogen afhangen van het soort coördinatenraster dat we willen toepassen en het soort klok dat we gebruiken.
Waarom ik dit hier bracht, omdat dit ook een soort “gauge-invariantie” is.

Kromming is een waarneembaar iets, en in wiskundige zin is elektrische veldsterkte ook een soort kromming. Maar we zien het potentieel niet; de vogel die op één draad zit, leeft.”

Op basis hiervan kunnen we concluderen dat potentiële energie niet als een bron van massa moet worden beschouwd, omdat anders zullen de massale en fysieke processen afhangen van het rapportagesysteem van waaruit de waarneming wordt gedaan.

Dit idee wordt versterkt door het antwoord van Dmitry Dyakonov op de vraag over de massa van het elektromagnetische veld.

“Dmitry: Vertel me alsjeblieft of krachtvelden, bijvoorbeeld elektrische velden en zwaartekrachtvelden, massa hebben?
Dmitry Dyakonov: Als dat zo is, dan is het heel klein, en de conventionele wijsheid is dat ze massaloos zijn.
Dmitry: Ik bedoelde iets anders. Laten we zeggen dat we een condensator hebben, tussen de platen waarvan er een elektrisch veld is. Heeft dit veld massa?
Dmitry Dyakonov: Nee.
Dmitry: Heeft het energie?
Dmitry Dyakonov: Ja.
Dmitry: En mc??
Dmitry Dyakonov: Oké, bedenk voor mij een gesloten systeem, dat wil zeggen, inclusief een condensator, een batterij, een waterkrachtcentrale, een zonnebron, enzovoort. Als je een gesloten systeem bedenkt, meten we de massa ervan, en ik zeg dat E, wat mc is? van deze massa - dit is de restenergie van dit gesloten systeem. Ik doe verder geen uitspraken.
Dmitry: Dus de veldenergie is in wezen de energie van de batterij, draden en platen?
Dmitry Dyakonov: Natuurlijk. Je moet een gesloten systeem nemen, daar kun je een oordeel over vellen.”

Waar komt massa vandaan in onze wereld?

Dmitry Dyakonov: “Zoals je kunt zien, bestaat de hele geschiedenis van de wetenschap uit het bestuderen van een grote verscheidenheid aan samenhangende posities, en de som van de massa’s van de componenten is altijd groter geweest dan het geheel. En nu bereiken we de laatste gebonden toestand - dit zijn protonen en neutronen, die uit drie quarks bestaan, en hier blijkt het tegenovergestelde waar te zijn! De massa van het proton is 940 MeV - zie dia 9. En de massa van de samenstellende quarks, dat wil zeggen twee u en één d, tellen we 4 + 4 + 7 op en krijgen slechts 15 MeV. Dit betekent dat de som van de massa's van de componenten niet meer is dan het geheel, zoals gewoonlijk, maar minder, en niet alleen minder, maar 60 keer minder! Dat wil zeggen: voor het eerst in de geschiedenis van de wetenschap komen we een gebonden toestand tegen waarin alles het tegenovergestelde is van het gebruikelijke.

Het blijkt dat de lege ruimte, het vacuüm, een zeer complex en zeer rijk leven leidt, wat hier wordt afgebeeld. In dit geval is dit geen tekenfilm, maar een echte computersimulatie van echte kwantumchromodynamica, en de auteur is mijn collega Derick Leinweber, die mij zo vriendelijk was deze foto ter demonstratie te verstrekken. Wat bovendien opmerkelijk is, is dat de aanwezigheid van materie vrijwel geen effect heeft op fluctuaties in het vacuümveld. Dit is een gluonveld dat voortdurend op zo’n vreemde manier fluctueert.
En nu laten we quarks daar binnen, zie dia 13. Wat zal er met hen gebeuren? Er gebeurt iets nogal interessants. Ook hier is de gedachte niet oppervlakkig, probeer je erin te verdiepen. Stel je twee quarks voor, of een quark en een antiquark, die zich tegelijkertijd in de buurt van zo’n grote fluctuatie bevinden. Fluctuatie creëert een bepaalde correlatie tussen hen. En correlatie betekent dat ze op elkaar inwerken.
Hier kan ik slechts een alledaags beeld geven. Je laat het water uit het bad lopen, er ontstaat een trechter, waar twee lucifers vallen, ze worden in deze trechter getrokken en ze draaien allebei op dezelfde manier. Dat wil zeggen dat het gedrag van twee wedstrijden gecorreleerd is. En je kunt zeggen dat de trechter de interactie tussen de wedstrijden veroorzaakte. Dat wil zeggen dat externe invloed interactie induceert tussen objecten die onder deze invloed vallen. Of je loopt bijvoorbeeld langs Myasnitskaya en het begint te regenen. En om de een of andere reden heft iedereen plotseling een voorwerp boven zijn hoofd. Dit is gecorreleerd gedrag, het blijkt dat mensen met elkaar omgaan, maar ze hebben geen directe interactie, en de interactie werd veroorzaakt door een externe invloed, in dit geval regen.
Iedereen heeft waarschijnlijk wel eens gehoord van supergeleiding, en als er natuurkundigen in de zaal zijn, zullen zij uitleggen dat het mechanisme van supergeleiding de condensatie is van zogenaamde Cooper-elektronenparen in een supergeleider. Hier doet zich een soortgelijk fenomeen voor, alleen wordt het kwantumcondensaat niet gevormd door elektronen, maar door paren quarks en antiquarks.

Wat gebeurt er als een quark zo’n medium binnendringt? Een quark vliegt, hij kan één quark uitschakelen die zich al in zo'n paar heeft georganiseerd, deze vliegt verder, valt willekeurig in de volgende, enzovoort, zie slide 14. Dat wil zeggen, de quark reist op een complexe manier via dit medium. En dit is wat hem massa geeft. Ik kan dit in verschillende talen uitleggen, maar beter wordt het helaas niet.

Het wiskundige model van dit fenomeen, dat de mooie naam ‘spontane chirale symmetriebreking’ draagt, werd voor het eerst voorgesteld in 1961, gelijktijdig door onze binnenlandse wetenschappers Vaks en Larkin en de geweldige Japanse wetenschapper Nambu, die zijn hele leven in Amerika woonde en in 2008 ontving op zeer hoge leeftijd de Nobelprijs voor dit werk.”

De lezing had dia 14 die liet zien hoe quarks reizen. Op basis van deze dia volgt hieruit dat de massa wordt gevormd door de energie van quarks, en niet door het gluonveld. En deze massa is dynamisch - ontstaan als resultaat van energiestromen (beweging van quarks), onder omstandigheden van “spontane schending van de chirale symmetrie.”

Het enige dat ik hier heb geschreven zijn zeer korte fragmenten uit de lezing van Dmitry Dyakonov. Het is beter om deze lezing http://polit.ru/article/2010/09/16/quarks/ volledig te lezen. Er zijn prachtige dia's waarin de betekenis wordt uitgelegd.

Ik zal uitleggen waarom ik tijdens de discussie in deze draad vragen stelde over potentiële energie. In de antwoorden wilde ik ongeveer hetzelfde lezen als wat er was geschreven in de presentatie van de lezing van Dmitry Dyakonov, om verder op deze uitspraken te kunnen vertrouwen en de discussie voort te zetten. Helaas vond de discussie niet plaats.

Dit is nodig om de positie van de hypothese van de evolutie van materie te versterken. Volgens de hypothese ontstaat massa in ons universum als gevolg van de structurering van materie. Structurering is de vorming van orde tegen een achtergrond van chaos. Alles wat in de presentatie van de lezing van Dmitry Dyakonov is geschreven, ondersteunt naar mijn mening deze hypothese.

De structurering van materie kan in verschillende fasen plaatsvinden. Overgangen tussen fasen gaan gepaard met revolutionaire veranderingen in de eigenschappen van materie. Deze veranderingen in de natuurkunde worden faseovergangen genoemd. Het is nu algemeen aanvaard dat er meerdere faseovergangen hebben plaatsgevonden (Dmitry Dyakonov schreef hier ook over). De laatste faseovergangen zouden waarneembare verschijnselen kunnen hebben die kosmologen presenteren als bewijs van de standaard kosmologische theorie. Daarom zijn de waarnemingen niet in tegenspraak met deze hypothese.

Er is hier nog een interessant aspect. Om berekeningen met betrekking tot het effect te maken, is het helemaal niet nodig om het potentieel te meten. Om de kracht te berekenen die op het haar inwerkt en de extra energie ervan, is het noodzakelijk om de elektrische lading (het aantal elektronen) te meten die in het lichaam van de jongen is gegaan, en ook om de geometrische kenmerken van het lichaam van de jongen te kennen. inclusief de kenmerken van zijn haar, de grootte en locatie van omliggende elektrisch geleidende lichamen.

Antwoord

Als de jongen in een kooi van Faraday zit, dan, voor zover ik het begrijp, zelfs met elektriciteit. contact ermee opneemt, zal hij nooit e-mail op zijn oppervlak ontvangen. aanval.
Wanneer een cel wordt aangesloten op een geladen bal, wordt de gehele lading over het oppervlak van de cel verdeeld. Er zal geen elektriciteit in zitten. stat. veld, geen kosten. Het potentieel op het oppervlak van de jongen zal ook nul zijn en zijn haar zal op zijn plaats blijven. Ik denk dat zelfs als hij een geaarde draad in zijn handen oppakt, er niets van terecht zal komen. Geen lading, geen potentiaalverschil, geen stroom.
Die. Kortom, door de jongen in een kooi te plaatsen, reset je daarmee zijn e-mail. potentieel. Het potentieel zal onzichtbaar zijn, omdat het is er gewoon niet. :-)
Het effect met potentiaalverschil kan ook worden waargenomen. Om dit te doen, volstaat het om nog een bal naast de jongen te plaatsen, aangesloten op een andere bron of gewoon geaard. Als de jongen nu beide ballen tegelijk aanraakt, zal hij zelf voelen wat een potentieel verschil is (kinderen, doe dit niet!).
E-mail We zien potentieel niet alleen door middel van haar. Er is nog een mooi effect - St. Elmo's lichten of gewoon - corona-ontlading: http://molniezashitadoma.ru/ogon%20elma.jpg

Antwoord

> het mooie effect met het haar van de jongen wordt niet geassocieerd met het potentieel van het elektrische veld, maar met het potentiële verschil tussen het lichaam van de jongen en de omgeving (met andere woorden, met de elektrische veldsterkte)

Elektrische spanning Kunst. velden zijn helemaal geen potentiële verschillen. ;-)
Dit is het belangrijkste kenmerk van el. Kunst. veld, dat elk van zijn punten karakteriseert: https://ru.wikipedia.org/wiki/Electric_field_tension
_______________

Wat Dmitry Dyakonov betreft, zijn uitspraken lijken mij, op zijn zachtst gezegd, vreemd... Misschien werd hij te veel meegesleept door zijn 'quarks' en merkbaar losgekoppeld van de echte wereld. :-)

Hoe oud was Bohr toen hij de natuurkunde redde van de val van een elektron op een kern met zijn bewering dat de val in sprongen plaatsvindt? Omdat banen kunnen worden onderverdeeld in schoon en onrein!
Het is dus gelukt en delen!
Hoe oud was Maxwell toen hij het elektromagnetische veld uitvond?
En veel mensen begrijpen dat er polarisatie is!
Soms heb ik het gevoel dat er op te jonge leeftijd veel respect in ons is geboord.
Ik zou Igor Ivanov zeer dankbaar zijn als hij een uitstapje zou maken naar het tijdperk van de grote ontdekkers.
Soms lijkt het mij nog steeds dat de natuurkunde bang is voor duidelijke formuleringen.
Of schrikt hij weg?
....................
Geen kritiek, maar balans.
Ege?

Antwoord

Ik geloof dat de wet van Avogadro zonder uitzondering geldt voor alle atomen (alle chemische elementen).
En ik WEET NIET wat het gewicht van één atoom is.
In het beschreven experiment is er GEEN parallel met de omstandigheden van de “Avogadro-test”. Maar er waren daar verschillende atomen?
Het is mogelijk dat we iets heel anders proberen te begrijpen dan wat de onderzoekers wilden ontdekken.
........................
En hoe oud zijn ze trouwens?

Antwoord

Het probleem van de beweging van de planeet Aarde ten opzichte van de zon is het probleem van de drie magneten. Twee magneten met dezelfde polariteit die naar elkaar toe zijn gericht, vormen de aarde in haar vlak ten opzichte van de as van de zon. De zon is de derde magneet en draait de aarde en andere planeten ten opzichte van hun assen in verhouding tot hun massa. De elliptische baan van de aarde geeft aan dat er nog steeds enige kracht werkt vanuit het ‘winter’-akkoord van de ellips. Koude kleine ruimtelichamen bewegen zich ook niet vrij in de ruimte, ze hebben versnelling gekregen. Deze studie kan alleen maar bevestigen dat de zwaartekracht van de planeten ontstaat door de voldoende verwarmde basissen van de planeten. Dat wil zeggen: elke planeet in het zonnestelsel is vanbinnen heet.
Waarom staan de aarde en andere planeten niet dicht bij de zon? Het systeem is dynamisch, niet statisch, de assen van de planeten zijn parallel, dus er zijn veel toppen. En de planeten kunnen hun polen niet veranderen, omdat dit gelijk staat aan het verlaten van hun baan.

- Denkt u dat het mogelijk is dat een lichaam met een magnetisch veld en een satelliet oneindig lang door traagheid kan bewegen? In dit geval zou de aarde twee manen moeten hebben, symmetrisch geplaatst. Het gedrag van de gyroscoop verklaart het traagheidsmoment en de evenwichtsverdeling van de massa ten opzichte van de rotatieas. Als er een onbalans is op de schijf van de bovenkant ten opzichte van de as, begint de as een spiraal te beschrijven. Dit geldt ook voor de aarde; zij heeft één satelliet, die haar uit haar baan had moeten brengen en de ruimte in had moeten brengen als haar beweging ten opzichte van de zon alleen zou worden verklaard door het mechanische traagheidsmoment. Hier vindt het magnetisme van de zon zo sterk plaats dat het de invloed van de maan op de aarde kan compenseren.
  De geordende beweging van de planeten en hun satellieten in het zonnestelsel kan door niets anders worden verklaard dan door magnetisme. Wij, in de vorm van de zon, hebben een soort stator, zijnde een rotor, maar tegelijkertijd zijn we een stator voor de maan.
  
  Antwoord
  - Magnetische en elektrische velden zijn afgeschermd, Ambrose. Om precies te zijn: ze worden omgeleid. Maar op dit moment maakt het niet uit.):
    Hoe stel je je een veerweegschaal voor met een kilogramgewicht nadat je deze hebt afgedekt met een magnetisch schild? Loopt de pijl van rechts naar links?
    Het leek mij dat de gyroscoop een prachtig onderwerp was om het denken te ontwikkelen. Zelfs de Chinezen denken van wel.
    Denk er gewoon over na. De gyroscoop kan vrij langs elk van de drie cartesische assen worden bewogen! Als je de kanteling van de eigen as van de gyroscoop niet opmerkt in zijn verwijzing naar een denkbeeldige basis.
    U kunt bijvoorbeeld uw geestesoog van de bovenkant verwijderen totdat het voor de waarnemer zo klein wordt dat er geen gedachten meer zullen opkomen om de rotatie-as door dit “punt” te trekken.
    Trouwens, Ambrose, heb je ooit nagedacht over de rotatie-assen van oneindig kleine punten?
    ............
    En dus bracht deze uitzonderlijke eigenschap van de gyroscoop wetenschappers ertoe op zoek te gaan naar de aard van de traagheid van ITS, die alleen specifiek is voor de gyroscoop!
    Misschien was dit de eerste stap van de ‘wetenschap’ terug naar de toekomst van de metafysica. De eerste stap die geen afstoting van het immuunsysteem door de samenleving veroorzaakte. (de mannen hebben nog nooit zo'n verdriet in hun leven gezien)
    ....................
    Er zijn een aantal jaren verstreken.
    Eén genie suggereerde dat de aard van de traagheid van een materieel lichaam niet binnen het lichaam ligt, maar in de ruimte rondom dit lichaam.
    Deze conclusie was even eenvoudig als verbluffend.
    Bovendien bleek de gyroscoop als model voor het bestuderen van de aard van traagheid het handigste hulpmiddel. In laboratoriumomgevingen is het immers gemakkelijk toegankelijk voor observatie! In tegenstelling tot bijvoorbeeld een stroom projectielen. Zelfs als deze stroom wordt beperkt door een stalen buis.
    Kun je je voorstellen wat een gigantische stap de wetenschap heeft gezet?
    .................
    Wel, ja.
    En ik heb geen idee.
    Denk aan Ambrosius.
    Denken.
    
    Antwoord
    - “Eén genie suggereerde dat de aard van de traagheid van een materieel lichaam niet binnen het lichaam ligt, maar in de ruimte rondom dit lichaam.”
      Ik vraag me af of je over het swingprincipe schrijft?
      Maar ik heb het over de mijne. Wat ik hier schreef (post gedateerd 20-09-2017 08:05) verwijst naar “ruimtelijke symmetrie”. (Zoek deze term niet op internet zoals ik hem gebruik). Daar in de post werd gesproken over het 4D-geval van ruimtelijke symmetrie. (De vierde ruimtelijke coördinaat is vanaf het punt naar buiten gericht.) Over het algemeen zijn de richtingen van ruimtelijke symmetrie niet gelijk. En dit kan worden weergegeven met behulp van een top (gyroscoop) voor één coördinaat. Laten we een getalas nemen. Er is een richting van de getallenas in de positieve richting. En er is een negatieve. Deze richtingen zijn dus niet gelijk. Als we in de negatieve richting bewegen, zullen we op deze as geen reële getallen vinden die gelijk zijn aan de vierkantswortel van de coördinaat van deze as. De negatieve as blijkt schaars te zijn. In de ruimte is het onmogelijk om duidelijk te onderscheiden waar de positieve richting is en waar de negatieve richting is. Je kunt ze echter scheiden met een bovenblad. De bovenkant vormt, wanneer deze in de richting langs de as van de bovenkant beweegt, een schroef. Rechts en links. We nemen de richting van de rechter schroef als een positieve richting, en de linker als een negatieve. In dit geval kunnen de positieve en negatieve richtingen worden gescheiden. In de natuur zijn er dus processen die het verschil voelen tussen beweging in de positieve en negatieve richting - of, met andere woorden, ze voelen de verdunning van de negatieve as.
      Hier http://old.site/nauchno-populyarnaya_biblioteka/43375 0/Mnogo_vselennykh_iz_nichego in een commentaar op het artikel “Veel universums vanuit het niets” van de geweldige sciencefictionschrijver Pavel Amnuel schreef ik een standpunt over de beweging van de moeder in ons universum met behulp van “ruimtelijke symmetrie”. Deze reactie is een voortzetting van het bericht van 20-09-2017 08:05. Dit is precies het onderwerp van het artikel dat wordt besproken. Ik wil graag uw mening weten.
      
      Antwoord
      - Helaas heb ik je tweede reactie op het artikel gebaseerd op Amnuel nog niet gevonden. En alleen vanaf 02.09.17. Misschien ben ik gewoon niet zo deterministisch?):
        Er werd melding gemaakt van Planck (als een ruimtevaartuig... een man en een stoomschip...)
        Eigenlijk interessant. Toen ik besefte dat hij de constante van zijn naam berekende door simpelweg het bekende resultaat te delen door de Rayleigh-formule, barstte ik bijna uit van woede. Terug in de slijmbeurs heb ik ook iets soortgelijks afgebroken. Het blijkt dat niet veel mensen de relaties tussen formules kunnen zien zonder zich bezig te houden met de exacte modellering ervan. ... Hoe zou je dit anders op brood smeren?
        ):
        Er zat eigenlijk een interessant verhaal in. Mensen hebben de abstractie uitgevonden van een absoluut zwart lichaam, dat in de natuur niet bestaat.
        Dus neem het en vind het!
        En wat?
        Noemden wetenschappers de ruimte het firmament van de hemel?
        - Beeldjes! Ja?
        Ze voegden er eenvoudigweg materie aan toe en vermengden het met energie.
        Nou ja, tenminste op die manier.
        Zelfs in dat artikel wordt de mogelijkheid van een ‘botsing van universums’ gesuggereerd.
        Het is makkelijker.
        -----------
        Nu zal ik beginnen met de tweede “als”, en de eerste zal ik later noemen.
        Kan?
        Als we twee (meerdere, zoveel als nodig) universums kunnen onderscheiden, dan moet elk van hen een kenmerk hebben dat fenomenologisch een dergelijke selectie mogelijk maakt.
        Wetenschappers hebben ooit geprobeerd dergelijke kenmerken op te sommen in de zogenaamde ‘verzamelingenleer’.
        We zullen het iets eenvoudiger doen - Het is duidelijk dat het fenomenologisch (vanuit het oogpunt van het gemak van het beschrijven van de ‘botsing’) is dat we elk van de universums eenvoudigweg kunnen beschrijven als een ‘omhulsel vóór de botsing’.
        ALS dit zo is, kan onze geest functioneren
        Botsing van granaten.
        En als dit niet zo is, dan is de geest die de botsing van universums mogelijk maakte nog steeds volwassen, maar niet genoeg.
        ALS twee (meerdere) granaten botsen, dan...
        en nu zal de eerste gaan als:
        ALS de ruimte van de initiële en resulterende schillen DRIE DIMENSIONEEL is, dan wordt er in het bijzonder een vlak gevormd.
        Bijvoorbeeld het eclipticavlak.
        Die wij mochten observeren.
        Al het andere is voor mij voorlopig van minder belang.
        Het wordt al lang en ik heb de directe vraag nog niet beantwoord. Daarom bied ik bij voorbaat mijn excuses aan.
        Nee, ik bedoelde de hoofdpositie van GTR.
        Ik leerde Mach en zijn wereldcentrum voor het eerst kennen van mijn vader. Nog steeds op school. Overigens ben ik het met je eens. - Het door Einstein geformuleerde idee ‘zweefde in de atmosfeer’, in veel opzichten gecreëerd door het werk van Mach. Jammer dat dit niet in het schoolcurriculum is opgenomen.
        
        Antwoord

Antwoord

Schrijf een reactie

Thermische straling van lichamen

Belangrijkste vragen van het onderwerp:

1. Kenmerken van thermische straling.

2. Wetten van thermische straling (wet van Kirchhoff, wet van Stefan-Boltzmann, wet van Wien); Formule van Planck.

3. Fysische grondslagen van thermografie (thermische beeldvorming).

4. Warmteoverdracht vanuit het lichaam.

Elk lichaam bij temperaturen boven het absolute nulpunt (0 K) is een bron van elektromagnetische straling, die thermische straling wordt genoemd. Het ontstaat door de interne energie van het lichaam.

Het bereik van elektromagnetische golflengten (spectraal bereik) dat wordt uitgezonden door een verwarmd lichaam is zeer breed. In de theorie van thermische straling wordt vaak aangenomen dat de golflengte hier varieert van 0 tot ¥.

De verdeling van de energie van thermische straling van een lichaam over golflengten hangt af van de temperatuur. Bij kamertemperatuur is bijna alle energie geconcentreerd in het infrarode gebied van de elektromagnetische golfschaal. Bij hoge temperaturen (1000°C) wordt een aanzienlijk deel van de energie in het zichtbare bereik uitgezonden.

Kenmerken van thermische straling

1. Flux (vermogen) van straling F(soms aangegeven door de letter R) – energie die in 1 seconde wordt uitgezonden door het gehele oppervlak van een verwarmd lichaam in alle richtingen in de ruimte en in het gehele spectrale bereik:

, in SI . (1)

2. Energiehelderheid R– energie die in 1 seconde wordt uitgezonden vanaf 1 m2 lichaamsoppervlak in alle richtingen van de ruimte en in het gehele spectrale bereik. Als S is dan de oppervlakte van het lichaam

, , in SI , (2)

Het is duidelijk dat.

3. Spectrale helderheidsdichtheid r λ- energie die in 1 seconde wordt uitgezonden vanaf 1 m 2 lichaamsoppervlak in alle richtingen bij golflengte λ in een enkel spectraal bereik , →

Rijst. 1

De afhankelijkheid van rl op l heet spectrum thermische straling van een lichaam bij een bepaalde temperatuur (bij T= constant). Het spectrum geeft de verdeling weer van de energie die door een lichaam wordt uitgezonden over golflengten. Het wordt getoond in Afb. 1.

Er kan worden aangetoond dat de energetische helderheid R gelijk aan het gebied van de figuur begrensd door het spectrum en de as (Fig. 1).

4. Het vermogen van een verwarmd lichaam om de energie van externe straling te absorberen wordt bepaald monochromatische absorptiecoëfficiënt a l,

die. een l gelijk aan de verhouding van de stralingsstroom met golflengte l, geabsorbeerd door het lichaam, tot de stralingsstroom met dezelfde golflengte die op het lichaam invalt. Uit (3.) volgt dat en ik - dimensieloze hoeveelheid en .

Per soort verslaving A vanaf l zijn alle lichamen verdeeld in 3 groepen:

1). Absoluut zwarte lichamen:

A= 1 bij alle golflengten bij elke temperatuur (Fig. 3, 1 ), d.w.z. Een volledig zwart lichaam absorbeert volledig alle straling die erop valt. Er zijn geen "absoluut zwarte" lichamen in de natuur, een model van zo'n lichaam kan een gesloten, ondoorzichtige holte zijn met een klein gaatje (figuur 2). De straal die dit gat binnenkomt, zal na herhaalde reflecties van de muren bijna volledig worden geabsorbeerd.

De zon staat dicht bij een volledig zwart lichaam, de T = 6000 K.

2). Grijze lichamen: hun absorptiecoëfficiënt A < 1 и одинаков на всех длинах волн при любых температурах (рис. 3, 2 ). Het menselijk lichaam kan bijvoorbeeld als een grijs lichaam worden beschouwd als het problemen heeft met de warmte-uitwisseling met de omgeving.

3). Alle andere lichamen:

voor hen de absorptiecoëfficiënt A< 1 и зависит от длины волны, т.е. A ik = F(l), vertegenwoordigt deze afhankelijkheid het absorptiespectrum van het lichaam (Fig. 3 , 3 ).

Thermische straling - Electromagnetische straling , waarvan de bron de energie is van thermische beweging van atomen en moleculen

1. Kenmerken van thermische straling

Thermische straling - Dit is de elektromagnetische straling van atomen en moleculen die ontstaat tijdens hun thermische beweging.

Als het stralende lichaam geen warmte van buitenaf ontvangt, koelt het af en neemt de interne energie af tot de gemiddelde energie van thermische beweging van deeltjes uit de omgeving. Warmtestraling is kenmerkend voor alle lichamen bij temperaturen boven het absolute nulpunt.

De kenmerken van thermische straling zijn stralingsstroom, energiehelderheid, spectrale dichtheid van energiehelderheid, absorptiecoëfficiënt.

Stralingsflux F (stralingsflux) is het gemiddelde stralingsvermogen over een tijd die aanzienlijk langer is dan de periode van lichtoscillaties:

In SI wordt de stralingsflux gemeten in Watt (W).

De stralingsflux per oppervlakte-eenheid wordt genoemd energetische helderheid jijR (stralingsfluxdichtheid):

. (2)

De SI-eenheid van helderheid is 1 W/m2.

Een verwarmd lichaam zendt elektromagnetische golven van verschillende lengtes uit. Laten we een kleine integraal van golflengten van  tot  + d selecteren.

De energetische helderheid die overeenkomt met dit interval is evenredig met de breedte van het interval:

. (3)

Waar R  -spectrale dichtheid van de energiehelderheid van een lichaam , gelijk aan de verhouding tussen de energiehelderheid van een smal gedeelte van het spectrum en de breedte van dit gedeelte. Meet eenheid R  in SI is 1 W/m3.

De afhankelijkheid van de spectrale dichtheid van energetische helderheid van de golflengte wordt genoemd lichaamsstralingsspectrum .

Nadat we (3) hebben geïntegreerd, verkrijgen we een uitdrukking voor de energetische helderheid van het lichaam:

. (4)

De integratielimieten worden overschreden om rekening te houden met alle mogelijke thermische straling.

Het vermogen van het lichaam om stralingsenergie te absorberen wordt gekenmerkt door absorptiecoëfficiënt.

Absorptiecoëfficiënt gelijk aan de verhouding tussen de stralingsstroom die door een bepaald lichaam wordt geabsorbeerd en de stralingsstroom die erop invalt.

. (5)

De absorptiecoëfficiënt hangt af van de golflengte, daarom wordt voor monochromatische stromen het concept geïntroduceerd monochromatische absorptiecoëfficiënt:

. (6)

De concepten van een absoluut zwart lichaam en een grijs lichaam.

Uit formules (5 en 6) volgt dat absorptiecoëfficiënten waarden kunnen aannemen van 0 tot 1. Zwarte lichamen absorberen straling goed: zwart papier, stoffen, fluweel, roet, platinazwart, enz. Lichaamsstraling met witte en spiegelende oppervlakken absorbeert straling slecht. Er wordt een lichaam genoemd waarvan de absorptiecoëfficiënt voor alle frequenties gelijk is aan één absoluut zwart . Het absorbeert alle straling die erop valt. Een volledig zwart lichaam is een fysieke abstractie. Dergelijke lichamen bestaan niet in de natuur. Het model van een absoluut zwart lichaam is een klein gaatje in een gesloten, ondoorzichtige holte (Fig.). Een straal die dit gat binnenkomt en vele malen door de muren wordt gereflecteerd, zal bijna volledig worden geabsorbeerd. Daarom zal de straal met een klein gaatje in een grote holte niet naar buiten kunnen komen, dat wil zeggen dat hij volledig zal worden geabsorbeerd. Een diep gat, een open raam dat niet vanuit de kamer wordt verlicht, een put zijn voorbeelden van lichamen die de kenmerken van absoluut zwart benaderen.

Rijst. 1. Model van een volledig zwart lichaam.

Een lichaam waarvan de absorptiecoëfficiënt kleiner is dan één en niet afhankelijk is van de golflengte van het licht dat erop valt, wordt genoemdgrijs . Er zijn geen grijze lichamen in de natuur, maar sommige lichamen in een bepaald golflengtebereik zenden en absorberen als grijze lichamen. Het menselijk lichaam wordt bijvoorbeeld soms als grijs beschouwd, met een absorptiecoëfficiënt van 0,9.

Eind 19e - begin 20e eeuw. ontdekt door V. Roentgen - Röntgenstralen (röntgenstralen), A. Becquerel - het fenomeen radioactiviteit, J. Thomson - elektron. De klassieke natuurkunde kon deze verschijnselen echter niet verklaren.

A. Einsteins relativiteitstheorie vereiste een radicale herziening van het concept van ruimte en tijd. Speciale experimenten bevestigden de geldigheid van J. Maxwells hypothese over de elektromagnetische aard van licht. Er zou kunnen worden aangenomen dat de emissie van elektromagnetische golven door verwarmde lichamen het gevolg is van de oscillerende beweging van elektronen. Maar deze veronderstelling moest worden bevestigd door theoretische en experimentele gegevens te vergelijken.

Voor theoretische beschouwing van de stralingswetten hebben we gebruik gemaakt zwart lichaamsmodel , dat wil zeggen een lichaam dat elektromagnetische golven van elke lengte volledig absorbeert en dienovereenkomstig elektromagnetische golven van alle lengtes uitzendt.

De Oostenrijkse natuurkundigen I. Stefan en L. Boltzmann hebben experimenteel vastgesteld dat de totale energie E, uitgestoten per 1 zwart lichaam per oppervlakte-eenheid, evenredig met de vierde macht van de absolute temperatuur T:

Waar s = 5,67. 10 -8 J/(m 2. K-s) is de constante van Stefan-Boltzmann.

Deze wet werd genoemd Stefan-Boltzmann-wet. Het maakte het mogelijk om de stralingsenergie van een volledig zwart lichaam te berekenen op basis van een bekende temperatuur.

Plancks hypothese

In een poging om de moeilijkheden van de klassieke theorie bij het verklaren van straling van zwarte lichamen te overwinnen, bracht M. Planck in 1900 de hypothese naar voren: atomen zenden elektromagnetische energie uit in afzonderlijke delen - quanta . Energie E

Waar u=6,63 . 10 -34 J . c-Plancks constante.

Soms is het handig om energie en de constante van Planck in elektronvolt te meten.

Dan h=4,136 . 10 -15 eV . Met. In de atoomfysica wordt de hoeveelheid ook gebruikt

(1 eV is de energie die een elementaire lading verkrijgt bij het passeren van een versnellend potentiaalverschil van 1 V. 1 eV = 1,6...10 -19 J).

Zo gaf M. Planck een uitweg aan uit de moeilijkheden die de theorie van thermische straling tegenkwam, waarna zich een moderne natuurkundige theorie begon te ontwikkelen, genaamd kwantumfysica.

Foto-effect

Foto-effect In 1888 werd dit de emissie van elektronen vanaf het oppervlak van een metaal genoemd onder invloed van licht G. Hertz ontdekte dat wanneer elektroden onder hoge spanning worden bestraald met ultraviolette straling, er op een grotere afstand tussen de elektroden een ontlading ontstaat dan zonder bestraling.

Het foto-elektrische effect kan in de volgende gevallen worden waargenomen:

1. Een zinkplaat verbonden met een elektroscoop wordt negatief geladen en bestraald met ultraviolet licht. Het ontlaadt snel. Als je hem positief oplaadt, verandert de lading van de plaat niet.

2. Ultraviolette stralen die door de positieve roosterelektrode gaan, raken de negatief geladen zinkplaat en slaan elektronen eruit, die naar het rooster snellen, waardoor een fotostroom ontstaat die wordt geregistreerd door een gevoelige galvanometer.

Wetten van het foto-elektrisch effect

De kwantitatieve wetten van het foto-elektrische effect (1888-1889) werden opgesteld door A.G. Stoletov.

Hij gebruikte een vacuümglazen ballon met twee elektroden. Licht (inclusief ultraviolette straling) komt de kathode binnen via kwartsglas. Met behulp van een potentiometer kun je de spanning tussen de elektroden aanpassen. De stroom in het circuit werd gemeten met een milliampèremeter.

Als gevolg van de bestraling kunnen uit de elektrode geslagen elektronen de tegenoverliggende elektrode bereiken en een initiële stroom creëren. Naarmate de spanning toeneemt, versnelt het veld de elektronen en neemt de stroom toe, waardoor verzadiging wordt bereikt, waarbij alle uitgestoten elektronen de anode bereiken.

Als er een sperspanning wordt aangelegd, worden de elektronen geremd en neemt de stroom af. Met de zogenaamde blokkerende spanning de fotostroom stopt. Volgens de wet van behoud van energie, waarbij m de massa van het elektron is, en υ max de maximale snelheid van het foto-elektron.

Eerste wet

Door de afhankelijkheid van de stroom in de cilinder te onderzoeken van de spanning tussen de elektroden bij een constante lichtstroom naar een van hen, stelde hij vast eerste wet van het foto-elektrisch effect.

De verzadigingsfotostroom is evenredig met de lichtstroom die op het metaal valt .

Omdat De stroomsterkte wordt bepaald door de grootte van de lading, en de lichtstroom wordt bepaald door de energie van de lichtstraal, dan kunnen we zeggen:

H Het aantal elektronen dat in 1 seconde uit een stof wordt geslagen, is evenredig met de intensiteit van het licht dat op deze stof valt.

Tweede wet

Door de lichtomstandigheden op dezelfde installatie te veranderen, ontdekte A.G. Stoletov de tweede wet van het foto-elektrisch effect: De kinetische energie van foto-elektronen is niet afhankelijk van de intensiteit van het invallende licht, maar van de frequentie ervan.

Uit ervaring volgt dat als de frequentie van het licht wordt verhoogd, bij een constante lichtstroom de blokkeerspanning toeneemt, en dientengevolge ook de kinetische energie van foto-elektronen. Dus, de kinetische energie van foto-elektronen neemt lineair toe met de frequentie van het licht.

Derde wet

Door het fotokathodemateriaal in het apparaat te vervangen, stelde Stoletov de derde wet van het foto-elektrische effect vast: voor elke stof is er een rode grens van het foto-elektrische effect, d.w.z. er is een minimale frequentie nmin, waarbij het foto-elektrische effect nog steeds mogelijk is.

Wanneer n< n min ни при какой интенсивности волны падающего на фотокатод света фотоэффект не произойдет. Т.к. , тоminimale frequentie lichte wedstrijden maximale golflengte.