Учимся вместе

Основы специальной теории относительности.

1. Принцип относительности: любые физические процессы протекают одинаково в различных инерциальных системах отсчёта (при одинаковых начальных условиях).

2. Принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника и наблюдателя.     с = 3·108 м/с
Следствия из постулатов теории относительности.

1) Относительность расстояний – длина тела сокращается в направлении движения.

а) υ≪с, то l = l0               б) υ ≈ с, то  l < l

2) Относительность промежутков времени – в движущихся системах отсчёта время течёт медленнее.

а) υ≪с, то τ = τ0               б) υ ≈ с, то τ > τ

 

3) Релятивистский закон сложения скоростей.

а) υ ≪ с и υ₁ ≪с, то   б) υ₁ = с, то υ₂ = с, где
υ – скорость подвижной системы отсчёта относительно неподвижной
υ1 – скорость тела относительно подвижной системы отсчёта
υ2 – скорость тела относительно неподвижной системы отсчёта

4) Масса тела.

а) υ ≪ с, то  m = m               б) υ ≈ с, то m > m

 

5) Импульс тела.

 

 

 

6) Связь между массой и энергией. 

Энергия покоя тела  Е = mс²
Вещество имеет массу и обладает энергией; поле имеет энергию и обладает массой, и они могут переходить друг в друга.

Основной закон релятивистской динамики 

Зарегистрированные пользователи, предварительно войдя на сайт под своим именем, могут скачать с этой страницы полный вариант методических материалов для занятий с учащимися, состоящих из двух блоков – изложение теории и набор тестов с ответами по теме Основы специальной теории относительности (ссылка на файл будет указана ниже).

Физика атома и атомного ядра.

Опыты Резерфорда:

Планетарная модель атома:

d_ядра ≈ 10^-14 ÷ 10^-15 м

d_атома ≈ 10^-10 м

m_p / m_n ≈ 1836,1

M_a ≈ M_я

Постулаты Бора

1. Постулат стационарных состояний:

Атомная система может находиться только в особых стационарных, или квантовых, состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия Е_n; в стационарном состоянии атом не излучает.

2. Постулат об излучении (поглощении) света:

Излучение (поглощение) света происходит при переходе атома из одного стационарного состояния с энергией E_k в другое стационарное состояние с энергией Е_n. Энергия излученного (поглощённого) фотона равна разности энергий стационарных состояний.

Теоретическая модель атома водорода

Правило частот:  |E_k – Е_n|= hν_kn

Зарегистрированные пользователи, предварительно войдя на сайт под своим именем, могут скачать с этой страницы полный вариант методических материалов для занятий с учащимися, состоящих из двух блоков – изложение теории и набор тестов с ответами по теме Физика атома и атомного ядра (ссылка на файл будет указана ниже).

Наступает эра трехмерных развлечений, а вместе с ней в жизнь человека уверенно входят 3D-гаджеты: телевизоры, телефоны, mp-3 плееры, не говоря уже о продуктах киноиндустрии, которые давно развиваются в данном направлении. Но так ли безоблачно будущее 3D?

Как отмечает профессор-офтальмолог из Калифорнийского университета Беркли Мартин Бэнкс (Martin Banks), просмотр стерео 3D фильмов может вызывать семь различных перцептивных проблем. Дело в том, что особенность восприятия стереоскопической картинки ведет к дополнительной нагрузке коры головного мозга, отчего у людей с неуравновешенной психикой могут развиваться расстройства и обостряться заболевания. Одной из главных проблем, которая сейчас активно исследуется учеными, является так называемый конвергентно-аккомодационный конфликт. Пользователи при просмотре 3D контента подвергают свои глаза большой нагрузке. Ведь для того, чтобы увидеть трехмерное кино, глазам приходится вести себя совсем иначе, чем в реальной жизни.

«Многие люди имеют незначительные проблемы со зрением, например, небольшой дисбаланс тонуса мышц. В обычных условиях мозг воспринимает это нормально, - рассказывает доктор Майкл Розенберг (Michael Rosenberg), профессор офтальмологии в Медицинской школе Фейнберга при Северо-Западном университете, Чикаго. – Однако при просмотре трехмерного видео наш мозг сталкивается с совершенно новым сенсорным опытом. Это приводит к большому умственному напряжению, которое, в свою очередь, может стать причиной головной боли».

По словам специалистов, у людей с нормальным зрением правый и левый глаза видят изображение немного под разным углом. Изображения от правого и левого глаза накладываются друг на друга, за счет чего возникает иллюзия наличия третьего измерения, глубины. Иллюзия наличия третьего измерения при просмотре 3D-фильмов возникает за счет подобного же эффекта. И если ваши глаза хотя бы немного не в норме, 3D-эффекты создают огромную нагрузку на мозг.

Конечно, это далеко не последнее негативное влияние 3D. Как оказалось, трехмерное изображение представляет опасность для людей, страдающих остеохондрозом и остеоартрозом. А наиболее уязвимой категорией зрителей являются дети. В блогах постоянно появляются посты с жалобами на 3D-технологии. Так, газета The Telegraph приводит в пример мнение блогера, который написал о «неудачном» сеансе в кинотеатре, куда он пошел со своим 14-летним сыном. «Через 20 минут мы были вынуждены уйти, так как у мальчика началось сильное головокружение, слабость и головная боль и тошнота».

В начале года, на пике популярности 3D-фильма «Аватар», один из сотрудников НИИ нейрохирургии имени Бурденко предлагал, обязать прокатчиков стереофильмов предупреждать зрителей о возможном негативном влиянии на здоровье человека. Специалисты из НИИ телевидения уверены, что внедрение стереовещания должно происходить крайне осторожно и с ограничениями, особенно в отношении лиц детского и подросткового возраста. Нужны ограничения по возрасту, времени просмотра и сюжету. Надо следить за тем, чтобы воздействие не было длительным, поскольку 3D вызывает повышенную активность мозговой коры.

Так, компания Самсунг — крупнейший в мире производитель 3D-телевизоров — была вынуждена ограничить потенциальную аудиторию своей продукции. К каждому такому телевизору теперь прилагается официальное предупреждение о повышенной опасности 3D для детей, беременных женщин, пожилых людей, алкоголиков и тех, кто страдает бессонницей.

В это время профессор-офтальмолог Беркли Мартин Бэнкс и его коллега Симон Уатт (Simon Watt) уже начали вести работы над созданием технологии, которая бы позволила устранить негативные влияния 3D. Они разрабатывают так называемые дисплеи с мультифокальными плоскостями, которые снижают нагрузку на глаза. Компания Panasonic занялась финансированием проектов в Университете Южной Калифорнии по изучению влияния просмотра стереоскопического контента на разные категории людей. По мнению старшего аналитика Insight Media и члена консорциума 3D@Home Криса Чиннока (Chris Chinnock), корнем проблемы являются не дисплеи, а низкокачественный контент. Чиннок считает, что уже через год-два рынок будет насыщен качественным 3D-видео, но в то же время выражает обеспокоенность возможностью массового появления некачественного любительского трехмерного видео.

На сегодняшний день режиссеры фильмов по мере освоения технологии стараются использовать 3D так, чтобы поразить, шокировать, воздействовать на психику еще сильнее, что крайне опасно для зрителей. В качестве примера приводится Япония, где ранее наблюдались массовые расстройства психики у детей при просмотре некоторых мультфильмов.

Не стоит забывать, что технологии 3D не до конца изучены, а значит – злоупотребление подобным развлечением вполне может привести к непредсказуемым последствиям. 

Новости IT

Квантовая физика.

Гипотеза Планка - атомы излучают электромагнитную энергию отдельными порциями квантами.

Фотон - световая частица, квант электромагнитного излучения

где Е – энергия фотона, h - постоянная Планка, h = 6,62∙10^-34 Дж∙с

Свойства фотонов:

• электрически нейтрален (q = 0);
• существует только в движении  m0 = 0 (m0  - масса покоя фотона);
• скорость движения равна скорости света (с = 3∙10⁸ м/с).

Т. к.  Е = mс²   m = E / c² = hν / c² = h / cν ; р = mс = hν / c = h / λ; λ = h / p,  где

m - масса фотона, р - импульс фотона,  λ - длина волны фотона

Доказательства корпускулярных свойств света:

1. Фотоэффект – явление вырывания электронов из вещества под действием света.

1) схема опыта Столетова.

2) график зависимости фототока от приложенного напряжения

1) кривая 2 соответствует большей интенсивности светового потока.

2) I_н1 и I_н2 – токи насыщения,

3) U_З – запирающий потенциал.

Законы фотоэффекта.

I закон Столетова: cила фототока (число фотоэлектронов за 1с) прямопропорционально интенсивности падающего света.

IIзакон Столетова: максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно зависит от частоты и не зависит от интенсивности света.

IIIзакон Столетова: каждому веществу соответствует минимальная частота света, называемая  красной границей фотоэффекта, ниже которой фотоэффект невозможен.

уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: hν = А_В+ (m_eV²) / 2

А_В= h∙v_min = hc / λ_mах; v_min= A / h ,   λ_mах = c / v_min , где А_В - работа выхода электроновνmin (λ_mах)– частота (длина волны ) красной границы фотоэффекта

Eк = m_eV² / 2 = eUз           

где Ек – кинетическая энергия фотоэлектронов
Uз – задерживающее напряжение - напряжение, при котором фототок прекращается

Зарегистрированные пользователи, предварительно войдя на сайт под своим именем, могут скачать с этой страницы полный вариант методических материалов для занятий с учащимися, состоящих из двух блоков – изложение теории и набор тестов с ответами по теме Квантовая физика (ссылка на файл будет указана ниже).