Disperzija svetlosti. Newtonov disk u boji

c) čitanje udžbenika kod kuće -4%;

d) nastavnik priča novi materijal -17%;

e) samostalno izvođenje eksperimenata - 36%;

e) odgovor na tabli je 3%.

Koju domaću zadaću više voliš da radiš?

a) čitanje udžbenika -22%;

b) rješavanje zadataka iz udžbenika -20%;

c) posmatranje fizičkih pojava -40%;

d) sastavljanje zadataka -75;

e) proizvodnja jednostavnih uređaja, modela -8%;

e) rješavanje teških problema -3%.

Koja lekcija te zanima?

a) na testu - 3%;

b) u laboratorijskim radovima -60%;

c) na času rješavanja problema -8%;

d) na času učenja novog gradiva -29%;

e) ne znam -7%.

Analiza odgovora pokazala je da je interesovanje učenika za eksperiment jasno zabilježeno. I to nije iznenađujuće, budući da je karakteristika fizike njena eksperimentalna priroda. Stoga je uz uobičajeni domaći zadatak – proučavanje teksta udžbenika, učenje pravila, zakona, rješavanje zadataka i vježbi – potrebno da učenici obavljaju zadatke praktične prirode: uočavanje pojava u prirodi, izvođenje kvalitativnih eksperimenata, mjerenja.

U udžbenicima “Fizika-7”, “Fizika-8” (autori A.V. Peryshkin, N.A. Rodina), nakon proučavanja pojedinačnih tema, učenicima se nude eksperimentalni zadaci za zapažanja koja se mogu izvoditi kod kuće, objašnjavaju svoje rezultate i sastavljaju kratak izvještaj na poslu...

Sistematsko izvođenje eksperimentalnog laboratorijskog rada od strane učenika doprinosi svesnijem i specifičnijem sagledavanju gradiva koje se proučava na času, povećava interesovanje za fiziku, razvija radoznalost i usađuje vredne praktične veštine. Ovi zadaci su efikasno sredstvo za povećanje samostalnosti i inicijative učenika, što blagotvorno utiče na sve njihove obrazovne aktivnosti.”

Iz članka I.V. Litovka jasno je da mnogi studenti, dok studiraju fiziku, vole promatrati eksperimente, a mnogi nisu skloni da neke eksperimente rade kod kuće kao domaći zadatak. Koje druge prednosti imaju kućni eksperimenti u odnosu na eksperimente i laboratorije koji se rade u učionici? Kao što je već spomenuto, ovo je manje striktno vremensko ograničenje. Također, djeca se kod kuće osjećaju ugodnije nego na laboratorijskoj nastavi u školi, gdje mnoga djeca mogu biti pod stresom, što može negativno uticati na produktivnost rada. Prilikom obavljanja zadatka kod kuće, školarci ga obavljaju potpuno samostalno i bave se kreativnim aktivnostima, što povoljno utiče na njihov razvoj. Dosta je rečeno o tome da je korisno da nastavnici koriste kućne eksperimente u procesu podučavanja školaraca. Sada da vidimo kakva su to iskustva i kako nastavnik može raditi s njima.

Zahtjevi za kućne eksperimente. Prije svega, ovo je, naravno, sigurnost. S obzirom da eksperiment izvodi učenik kod kuće samostalno, bez direktnog nadzora nastavnika, eksperiment ne bi trebao sadržavati nikakve hemikalije ili predmete koji predstavljaju prijetnju zdravlju djeteta i njegovom kućnom okruženju. Eksperiment ne bi trebao zahtijevati značajne materijalne troškove od učenika, pri izvođenju eksperimenta treba koristiti predmete i supstance koje se nalaze u gotovo svakom domu: posuđe, tegle, flaše, vodu, so i sl. Eksperiment koji školarci izvode kod kuće trebao bi biti jednostavan u izvedbi i opremi, ali u isto vrijeme vrijedan u proučavanju i razumijevanju fizike u djetinjstvu, te sadržajno zanimljiv. Budući da nastavnik nema mogućnost da direktno kontroliše eksperiment koji učenici izvode kod kuće, rezultati eksperimenta se moraju u skladu s tim formalizirati (približno kao što se radi pri izvođenju front-line laboratorijskog rada). O rezultatima eksperimenta koji su učenici izveli kod kuće treba razgovarati i analizirati na času. Rad učenika ne bi trebao biti slijepa imitacija ustaljenih obrazaca, već bi trebao sadržavati najširu manifestaciju vlastite inicijative, kreativnosti i traganja za nečim novim. Na osnovu navedenog, ukratko ćemo formulirati zahtjeve za kućne eksperimentalne zadatke: zahtjevi :

Sigurnost tokom izvođenja;

Minimalni materijalni troškovi;

Lakoća implementacije;

Imati vrijednost u proučavanju i razumijevanju fizike;

Lakoća naknadne kontrole od strane nastavnika;

Prisutnost kreativnog bojanja.

Eksperimenti koje nastavnik nudi školarcima za samostalno vođenje kod kuće moraju ispunjavati ove zahtjeve. Zatim ćemo razmotriti kako učitelj može koristiti kućne eksperimente i zapažanja u procesu podučavanja fizike školarcima.

Metode rada nastavnika sa eksperimentalnim domaćim zadacima. Budući da je jedan od zahtjeva za kućne eksperimente jednostavnost u provedbi, stoga ih je preporučljivo koristiti u početnoj fazi nastave fizike, kada prirodna radoznalost djece još nije izumrla. Osim toga, malo je vjerovatno da će biti moguće smisliti eksperimente koje bi se izvodili kod kuće na teme kao što su, na primjer: većina tema „Elektrodinamika” (osim elektrostatike i jednostavnih električnih kola), „Atomska fizika”, “Kvantna fizika”.

Kućni eksperiment se može zadati nakon završetka teme na času. Tada će učenici svojim očima vidjeti i uvjeriti se u valjanost teorijski proučavanog zakona ili pojave. U isto vrijeme, znanje stečeno teorijski i provjereno u praksi bit će prilično čvrsto usađeno u njihovu svijest.

Ili obrnuto, možete postaviti domaći zadatak, a nakon što ga završite, objasnite fenomen. Tako je moguće stvoriti problematičnu situaciju za učenike i preći na problemsko učenje, koje nehotice izaziva kognitivni interes učenika za gradivo koje se proučava, osigurava kognitivnu aktivnost učenika tokom učenja i dovodi do razvoja kreativno razmišljanje učenika. U ovom slučaju, čak i ako školarci ne mogu sami da objasne fenomen koji su iskusili kod kuće, oni će sa zanimanjem slušati učiteljevu priču.

Ljetni rad i zapažanja. Praktični zadaci iz fizike mogu se dati učenicima i tokom ljetnog perioda kako bi koristili bogatu laboratoriju – prirodu i razne tehničke predmete koji nisu pri ruci tokom nastave u školi. Nastavnik koji daje letnji zadatak ne treba da prezire njegovu jednostavnost i nekomplikovanost. Zadaci koji se daju učenicima tokom raspusta trebaju biti kratki i jednostavni.

Ako učenik koji živi u seoskoj kući ili selu, odlazeći na seoski bunar po vodu, obrati pažnju (po uputstvu nastavnika) na konstrukciju kapije ili na konstrukciju dizalice za bunar, a takođe upoređuje prečnik bunara. osovina sa prečnikom točka ili „dužinom kraka” dizalice, onda je završetak već ovaj jednostavan zadatak će biti od koristi. Ovaj učenik će, prilikom obrade ili ponavljanja teme „Jednostavni mehanizmi“, percipirati (ili reproducirati) materijal mnogo svjesnije od učenika koji nikada nije vidio niti obratio pažnju na takve mehanizme.

Posebno raznovrsni zadaci mogu se ponuditi onim učenicima koji će plivati ​​i voziti čamce. Bez osjećaja atmosfere časa, ovi učenici će se s posebnim zanimanjem sjećati zadataka nastavnika i biti će vrlo voljni da posmatraju različite pojave i izvode jednostavne eksperimente. Oni će na nov način gledati na zrcalnu površinu bare ili jezera, u kojoj se reflektuju suprotna obala i oblaci, videći u tim pojavama djelovanje zakona refleksije i prelamanja. A kako su jednostavni i raznoliki eksperimenti o formiranju i širenju valova iz kamena bačenog u vodu! Koliko puta učenik može ponoviti ove eksperimente dok je na mostu ribnjaka? Također možete pozvati učenike da posmatraju lebdenje tijela, „gubitak težine“ po Arhimedovom zakonu, smanjenje temperature vlastitog tijela pri izlasku vode vani na vjetru (toplina isparavanja i intenzitet isparavanja) . Prilikom plovidbe čamcem, učenici treba da obrate pažnju na pojavu inercije kada se brza jedrilica udari u obalu od ubrzanja i na manifestaciju trećeg Newtonovog zakona pri skakanju s čamca na obalu ili jednostavno u vodu. Ili drugi primjer. Ovdje učenici čamcem prelaze rijeku. Čini se kao mala činjenica. Međutim, i ovdje im možete skrenuti pažnju na dodavanje pokreta i ukazati na pravilo paralelograma.

Zadatak nastavnika u organizaciji ljetnog rada i zapažanja je uglavnom da predloži ideju, vodi i da nagovještaj. Sve ostalo će dodati vlastita vizija učenika i njihova neiscrpna radoznalost.

Ako je nastavnik zadužio učenike da izvedu eksperiment ili posmatranje kod kuće, onda uopće nije neophodno da svi učenici (kao i kod svake domaće zadaće) urade ovaj zadatak. Uz bilo koji domaći zadatak, postoje učenici koji su završili svoj domaći zadatak i koji ga iz bilo kojeg razloga ne uspiju. Međutim, treba očekivati ​​da će biti više učenika koji žele sami provesti eksperiment kod kuće nego onih koji žele čitati udžbenik. Kako kazniti za nedovršene domaće zadatke i koliko snažno zahtijevati završetak iskustva ovisi o individualnom nastavniku. Diskusija o mehanizmu bodovanja je izvan okvira ovog rada, tako da se ovdje nećemo zadržavati. Ono što je jasno je da izvođenje eksperimenta kod kuće treba podsticati od strane nastavnika. To bi moglo biti davanje dobrih ocjena, davanje onih koji su završili za primjer onima koji nisu završili, ovdje opet sve zavisi od konkretnog nastavnika, od njegove prirode rada sa svakim pojedinačnim razredom.

Provjera napretka rada. Prilikom rada bilo bi dobro da učenici svoja zapažanja zabilježe u obliku pisanog izvještaja o obavljenom radu (ukratko: šta su radili, šta su vidjeli, pokušaju da objasne ono što su vidjeli). To će nastavniku dati priliku da provjeri implementaciju i preciznije ocijeni svakog učenika. Prilikom provjere eksperimenta zadanog za domaći zadatak, nastavnik obavezno sa svim učenicima razgovara o teorijskim osnovama uočene pojave na času. Prvo, nastavnik treba da sluša učenike dok objašnjavaju ono što su vidjeli. Zatim, treba da zapazite tačna razmišljanja učenika koji daju tačno (ili skoro tačno) objašnjenje. U zaključku, nastavnik treba ukratko podsjetiti učenike na iskustvo i jasno im reći objašnjenje pojave koja se dogodila tokom eksperimenta, uočiti zablude učenika (ako ih ima u njihovim odgovorima), naznačiti gdje se još u praksi može susreću se sa manifestacijama slične pojave. Nakon što učenici samostalno provedu eksperiment i diskutuju o onome što su vidjeli sa naučne tačke gledišta uz učešće nastavnika, učenici treba da imaju prilično potpunu sliku o fenomenu koji se proučava. Ova ideja (a nastavnik se mora potruditi da se ona pravilno formira) ostat će u sjećanju učenika dugo vremena. Otprilike ovako bi, po mišljenju autora, trebala izgledati provjera završetka eksperimenta zadanog za dom. Takva provjera neće oduzeti više vremena od časa od provjere bilo koje druge domaće zadaće, a ujedno će biti od velike koristi za formiranje ispravnih predstava o svijetu oko učenika.

U članku objavljenom u časopisu Nature Communications, izvještava o eksperimentalnoj realizaciji neobičnog kvantnog stanja koje su teoretičari opisali prije godinu dana i nazvali ga kvantna Češirska mačka. Ulogu "Češirske mačke" odigrao je neutron, a ulogu osmeha spin neutrona. Izvedena mjerenja daju sliku koja je na prvi pogled paradoksalna: neutron unutar uređaja kretao se po jednoj putanji, a spin neutrona - bez samog neutrona! - na drugoj. Međutim, eklatantan paradoks ove situacije nestaje ako pažljivo pročitate šta se tačno dešava u ovom eksperimentu.

Paradoks kvantne mehanike

Popularne naučne priče o kvantnim efektima često pate od pretjeranog senzacionalizma, naglašenog paradoksom. Često je ovaj veštački naduvani paradoks pojačan izjavom Richarda Feynmana da niko istinski ne razume kvantnu mehaniku. Ovaj citat posebno pojačava utisak da ni sami fizičari ne razumiju šta dobijaju u svojim kvantnim eksperimentima. Ovo, naravno, nije tačno. Zakoni kvantnog svijeta su vrlo neobični sa stanovišta svakodnevne intuicije, od toga nema spasa. Ali to uopće ne znači da se u kvantnom svijetu ostvaruju bilo kakve neobičnosti, ma koliko divlje i suprotne logici stvari izgledale. Kvantni zakoni su matematički konzistentni, a ako ih koristite, onda su razni "kvantni paradoksi" paradoksi sa svakodnevne tačke gledišta! - potpuno se raspliću.

Pre neki dan u časopisu Nature Communications objavljen je sa impresivnim naslovom: “ Promatranje kvantne Cheshire mačke u eksperimentu interferometrijskog talasa materije" Ovaj članak izvještava o implementaciji eksperimenta predloženog prije godinu dana koji pokazuje neobična svojstva kvantnih čestica (izraz "kvantna češirska mačka" dolazi iz tog članka iz 2013.).

Privlačan termin omogućio je praćenje novog članka u brojnim medijima. Neki od njih su čak iskreno pokušali da prepričaju suštinu fenomena. Ukratko, u eksperimentu s neutronima, fizičari su uspjeli odvojiti neka svojstva neutrona od njegove materijalne suštine. Sve je ispalo kao da se neutron u instalaciji kretao jednom putanjom, a karakteristike su mu bile potpuno drugačije, duž putanje na kojoj se sama čestica nije nalazila. Ovo, naravno, zvuči paradoksalno i odmah postavlja pitanje “kako je to moguće?” Međutim, na ovo prirodno pitanje, ogromna većina bilješki nijemo je ponudila odgovor koji ništa ne objašnjava: „Da, takva se čuda događaju u kvantnom svijetu“.

Svrha ove napomene nije toliko da govori o detaljima eksperimentalnog rada, već da odvoji stvarnu suštinu fenomena od vještački napuhanog paradoksa. Da biste to razumjeli, ne morate biti stručnjak ili "polagati" kvantnu mehaniku na univerzitetu; ovdje bi trebalo biti dovoljno površno poznavanje naučnopopularnih materijala i malo logike.

Dvije osnovne kvantne činjenice

Počnimo s dvije osnovne činjenice. Prvo, kvantna čestica može biti na različitim mjestima u isto vrijeme. Ovo se obično objašnjava na primjeru interferencije elektrona, koji istovremeno leti kroz dva proreza i formira interferencijski obrazac na ekranu (vidi, na primjer, odgovarajuće poglavlje iz Feynmanovih predavanja o fizici). To ćemo ilustrovati uređajem koji je precizno korišten u članku o kojem se raspravlja - Mach-Zehnderovim interferometrom (slika 2).

Čestica (foton, elektron, neutron, itd.) uleti u uređaj, prozirnim ogledalom na ulazu je razdvojena na dvije “osobe”, koje zatim lete po dva različita puta, i na kraju se ponovo sjedine u prijemnom uređaju. Naglasimo: nije samo snop elektrona ili svjetlosni snop podijeljen na pola, već svaki elektron ili foton ide po dva puta odjednom. Možete fizički stajati u sredini i tada će vas svaki elektron zaobići s obje strane u isto vrijeme. Ovo je vrlo neobično, ali tako funkcionira mikrosvijet.

Jedan od primjera je elektron koji ide na dva različita puta u isto vrijeme superpozicije države. Prema zakonima kvantne mehanike, ako elektron može postojati u stanju A ili u stanju B, onda može postojati i u stanju A + B, odnosno i tamo i tamo u isto vrijeme. Ova stanja A i B mogu biti dva puta u interferometru, ili dvije polarizacije fotona, ili njihove korelirane kombinacije (u tom slučaju se ove veličine nazivaju kvantno isprepletene), ili nešto drugo. Nadaleko je poznat i ekstremni slučaj superpozicije - takozvana Schrödingerova mačka (ne brkati se sa Češirskom mačkom!), koja je, inače, također već eksperimentalno uočena - doduše, ne materijalna, već višefotonska.

Drugo, proces mjerenja bilo koje karakteristike čestice opisan je u kvantnoj mehanici na potpuno drugačiji način od jednostavnog kvantnog kretanja čestice. Sam čin mjerenja radikalno "kvari" kvantno stanje. Kao rezultat mjerenja, ne samo da se uređaj za detekciju mijenja, već se i samo kvantno stanje naglo mijenja i kolabira (za najjednostavniji opis pogledajte članak Kvantna sutra, a malo ozbiljnije, u Feynmanovim predavanjima o fizici ili u knjiga Kako razumeti kvantnu mehaniku).

Kako to možete provjeriti koristeći interferometar kao primjer? Pustimo tok čestica u početni interferometar, a senzor na kraju će izbrojati njihov broj. Neka je početno stanje čestica superpozicija gornjeg i donjeg puta. Sada izvršimo mjerenje - provjerimo da li čestica prati donju putanju. Postavimo neprozirni zid na gornju putanju i pogledamo očitanja senzora: frekvencija uzorkovanja se smanjila (slika 3). Svaki okidač senzora označava da je određena čestica pala na niže putanje, ali nisu sve čestice uhvaćene na ovaj način. Slično, možete postaviti eksperiment da provjerite ide li čestica duž gornje putanje; to će dati sličan rezultat.

Međutim, sam čin mjerenja, samo prisustvo zida, promijenio je stanje čestice. Nakon mjerenja, čestica je napustila stanje superpozicije i sada garantovano ide donjom stazom. Na gornjoj stazi na sl. 3 čestice više nisu tu. I ako sada, nakon prvog zida, stavimo drugi, ali već postavljen niže puta, senzor će utihnuti. To je razumljivo, pošto smo blokirali oba puta elektronu, ali ilustruje činjenicu da se nakon prvog mjerenja stanje čestica dramatično promijenilo.

Kvantno stanje nakon selekcije

Dakle, ako smo lansirali česticu u interferometar, onda, u zavisnosti od njenog kvantnog stanja Ψ, ona može ići ili jednom ili drugom putanjom, ili odjednom i tamo i tamo sa određenom amplitudom verovatnoće. Dodajmo sada novi dio interferometru - tzv post-selekcija, ili "naknadni odabir" kvantnog stanja. Da bismo to učinili, na izlazu instaliramo složen sistem koji analizira kvantno stanje dolazeće čestice. Ako se ovo stanje tačno poklapa sa nekim signalnim stanjem Φ, koje se može razlikovati od početnog stanja Ψ, čestica leti u detektor signala (slika 4). Ako ovo stanje nije nimalo slično njemu (matematički rečeno – ortogonalno na stanje signala), čestica odlazi negdje u stranu i ne udara u detektor.

U eksperimentu nakon selekcije, lansiramo česticu i na njoj vršimo mjerenja, ali onda rezultat uzimamo u obzir samo ako je detektor signala aktiviran. Jednostavnim riječima, ne mjerimo samo osobine čestice, već svjesno proučavamo ga pod unapred zacrtanim uslovima, u pristrasnom uzorku. Sve vjerovatnoće dobijene u takvom eksperimentu nisu apsolutne, već uslovne; to su vjerovatnoće kada su ispunjeni uslovi nakon selekcije. I to nas odmah tjera da pažljivo formuliramo zaključke takvog eksperimenta.

Quantum Cheshire Cat: pokušaj 1

Hajde da sada opišemo eksperiment predložen u radu iz 2013. – eksperiment koji bismo mogli nazvati otkrićem kvantne Češirske mačke, da nije naknadnog otkrića. Za one koji žele ponoviti proračune, recimo da su svi jednostavni i detaljno opisani u članku; može ih uraditi svako ko je upoznat sa matematičkim formalizmom kvantne mehanike.

Foton koji putuje duž oba puta i ima horizontalnu linearnu polarizaciju se dovodi na ulaz interferometra. Postselekcija odabire fotonsko stanje Ψ u obliku posebne superpozicije: (gornja putanja i horizontalna polarizacija) + (donja putanja i vertikalna polarizacija). Sada u takvom eksperimentu provodimo dvije vrste mjerenja. U prvom eksperimentu - provodi se prema gore opisanoj metodi - provjeravamo kojom putanjom foton ide. Rezultat mjerenja je sljedeći: ide samo po gornjoj putanji (slika 5).

U drugom eksperimentu koristimo posebnu ploču za mjerenje kružne polarizacije fotona (slika 6). Rezultat je da se polarizacija različita od nule detektuje samo na donjem putu. Zaključak: sami fotoni prate gornji put, a polarizacija je odvojena od fotona! - na dnu.

Naravno, ovaj paradoks nije stvaran i razotkriva se gornjim rezonovanjem.

Prvo, ne treba pretpostaviti da u donjem kraku interferometra, gdje se bilježi polarizacija, uopće nema fotona. Oni su zaista tamo. Samo što u prvom tipu eksperimenta mjerenje ovaj foton pretvara u nesignalno stanje. Neki drugi senzor bi ih mogao registrirati, ali u našem eksperimentu nakon selekcije odbacujemo takve događaje. Ovako nestaje glavni "misticizam": polarizacija ne leti sama od sebe, fizički se prenosi fotonima, ali smo jednostavno odlučili da ih ne uzimamo u obzir.

Drugo, ove dvije vrste eksperimenata - testiranje prisustva fotona i mjerenje njegove polarizacije - neizbježno se provode sa drugačije fotona, a ne sa istom stvari. Fotoni u određenom stanju ulijeću u interferometar jedan za drugim. “Pitali smo” jednu karakteristiku prvog fotona na nižoj putanji - i iz toga je kolabirao u ne-signalno stanje; "pitali" smo drugu karakteristiku drugog fotona - i on je kolabirao u stanje signala. Nije ništa čudno u činjenici da su različiti fotoni kolabirali različito u različitim mjerenjima.

Da budemo potpuno jasni, moguće je izvršiti oba tipa mjerenja istovremeno na svakom određenom fotonu koji prolazi. U tom slučaju će se rezultati promijeniti (na kraju krajeva, nakon prvog mjerenja stanje fotona se naglo mijenja!), a nastaje banalna slika: senzor se aktivira tek kada detektujemo foton na nekom putu i detektujemo polarizaciju na istom putu(Sl. 7). Dakle, "potpuno ispitivanje" fotona pokazuje da polarizacija leti tačno tamo gde sam foton fizički leti. Od očiglednog paradoksa nije ostalo ni traga.

Kvantna Cheshire Cat: Pokušaj 2

Dakle, prvi pokušaj da se stvori sistem koji liči na kvantnu Češirsku mačku (slika 1) nije doveo ni do čega zanimljivog: uz pažljivo razmatranje rezultata, prividni misticizam se odmah raspršio. Ovo bi bio kraj priče da nije bilo novog, suptilnijeg svojstva kvantnih sistema, koje je predloženo u radu iz 2013. godine.

Autori tog članka podsjećaju da u kvantnoj mehanici postoji i posebna vrsta mjerenja - takozvana slaba mjerenja, koja se izvode upravo u eksperimentima sa post-selekcijom. Tokom slabog mjerenja, uređaj samo neznatno osjeti izmjerenu karakteristiku čestice. To također neznatno utiče na kvantno stanje čestice, ali ne dovodi do apsolutno garantovanog kolapsa kvantnog stanja. Kao rezultat jednog slabog mjerenja, dobijamo ne baš definitivnu informaciju o stanju čestice, ali se samo stanje ne pogoršava previše - svojevrsni kompromis između tačnosti i sile utjecaja. Međutim, ako više puta ponovite slabo mjerenje na identičnim česticama, u prosjeku će se pojaviti manje-više jasna slika količine koja se proučava.

Proračuni provedeni u teorijskom radu pokazali su da se upravo uz pomoć slabih mjerenja konačno može dobiti kvantna Češirska mačka. Sam eksperiment može izgledati kao na slikama u prethodnom dijelu, ali samo mjerenja su sada slaba. Ponovljeno mjerenje slabe polarizacije u eksperimentu nakon selekcije će proizvesti vrijednost različitu od nule u jednom kraku interferometra, a isto mjerenje prisustva čestice u drugom. Ali tek sada je moguće napraviti slaba mjerenja oba tipa istovremeno. Više ne postoji opasnost da će sam čin mjerenja potpuno uništiti prvobitno stanje. Ali, ponavljamo, ni tu nema mistike, jer sva ta mjerenja nisu apsolutna, već uslovna, uzimaju se pod uslovom da se aktivira detektor signala, a dobijaju se tek u prosjeku, nakon izvršenja velikog broja mjerenja.

Spin neutrona se manipuliše na ulazu, izlazu i unutar interferometra pomoću posebnih kalemova sa magnetnim poljem (ST1, ST2, SR na sl. 8). Ploča prozirna za neutrone (ABS) s transmitancijom od 0,79 omogućava vam da provjerite kojim od dva puta neutron ide (prvi tip eksperimenta). Dodatno magnetno polje unutar interferometra, koje rotira spin za 20 stepeni, zajedno sa faznom pločom (PS) omogućava merenje spina (drugi tip eksperimenta). Na izlazu se nalaze dva detektora, signalni (O-Det) i test (H-Det), koji registruju udar neutrona. Signalni se koristi za post-selekciju, a testni za kontrolu intenziteta neutronskog fluksa.

Glavni rezultati eksperimenta prikazani su na slici 10. U svakoj seriji, lijeva i desna slika prikazuju mjerenja u gornjem i donjem kraku interferometra; Centralna figura je kontrolno mjerenje sa praznim interferometrom. Gornja serija slika je eksperiment za provjeru kojom putanjom putuje neutron, donja serija je eksperiment za mjerenje spina. Prvi eksperiment pouzdano pokazuje da je neutron prisutan samo u nadlaktici, jer se tamo uočava efekat slabog blokiranja ploče. Drugi eksperiment pokazuje da se okretanje događa samo duž donjeg kraka, jer se samo tamo uočava efekat rotacije ploče. Dakle, neutroni putuju (uzimajući u obzir post-selekciju!) duž nadlaktice, a spin se detektuje samo u donjem kraku. Međutim, to ne dovodi do pravih paradoksa.

Jedino što, nažalost, nije implementirano u ovom eksperimentu je istovremeno mjerenje obje veličine za svaku česticu koja prolazi. Kako se sve slaže sa kvantnim mehaničkim predviđanjima, autori rada tvrde da bi se i u ovom slučaju dobili isti rezultati. Međutim, radi veće jasnoće, takav eksperiment bi, naravno, bilo poželjno provesti.

Pogovor

Nakon što se misticizam rasprši, postavlja se prirodno pitanje: kakvu korist može pružiti ovaj novi efekat? Ovdje se mogu navesti dva primjera. Prvo, to će pomoći da se bolje prouči samo slabo mjerenje fizičkih veličina. Uprkos četvrt veka eksperimentalnih istraživanja, fizičko značenje „slabo izmerenih“ veličina je još uvek predmet rasprave. Zapravo, još uvijek ne postoji konsenzus o tome u kojoj mjeri “slabo izmjerene” veličine karakteriziraju stvarna fizička svojstva čestica.

Drugo, u principu su moguće situacije kada želimo eksperimentalno proučiti neki suptilni fizički efekat koji ovisi o polarizaciji čestice, ali ne želimo da nas čestica interferira svojim nabojem ili drugim karakteristikama. Moguće je da će biti zgodno provoditi takve eksperimente ne sa slobodnim česticama, već unutar interferometra s kvantnom Cheshire Cat. U ovom slučaju, naknadna selekcija neće biti samo neobičan trik, već će zapravo pomoći da se eliminišu greške unesene u suptilno mjerenje. Istina, konkretnih primjera takvih eksperimenata još nema. Ali budući da se ova tema aktivno razvija, moguće je da će se pojaviti za nekoliko godina i, možda, čak biti osnova novih ultra preciznih mjernih tehnologija.

EKSPERIMENT DA SE PROMATRA SAMOPOKRETANJE TELA ILI DEMONSTRACIJA NE-MLAZA.

Pozdrav dragi dragi istraživači entuzijasti, oprostite mi na amaterizmu itd, nadam se da će moj skromni impuls nešto i negdje malo uljepšati.
Oko 2003. godine, u Moskvi, moj asistent i ja smo izveli eksperiment i posmatrali fenomen naveden u naslovu.

Oprema:
1. 2a identične monolitne čelične kuglice (ležajevi). Promjer kugle je oko 2,5 cm.Na svaku kuglicu zavarena je po jedna čelična kuka od žice poprečnog presjeka 1,5 mm. Oblik udice je u obliku znaka “?”, visina (dužina) udice je oko 5 mm.

2. 2a komada pamučnog konca poprečnog presjeka oko 0,3 mm, svaki dužine 230 cm. Običan konac na kalem iz prodavnice, kojim se može čvrsto prišiti dugme na kaput.

3. Dvostrana trajna traka u rolni (širine 1 cm) na pjenastoj podlozi (podloga), debljine do 1 mm. Baza trake je vrlo elastična, slična poliuretanu.

4. Držač kuke na plafonu za kačenje dve lopte (vidi 1.).

Uslovi (soba).
Eksperiment je izveden u običnoj kancelarijskoj prostoriji (na 10. spratu) površine oko 18 kvadratnih metara, visine plafona oko 3 metra. Bilo je propuha, radili su električni aparati i nije bilo magneta.
Pored pomenutog, bila su prisutna 2 trezna, budna, potpuno poštena čovjeka.

Priprema eksperimenta.
1.
Kuglice su bile pričvršćene (vezane) na isti način iu jednoj „tački“ i okačene na niti (cm 2.) za kuku na plafonu. Tako su u početnom položaju kuglice visjele o niti na istoj visini, oko 1 m iznad poda, dodirujući jedna drugu.
2.
Svaku lopticu sam zamotao posebno (bez da ih spajam) u jedan sloj trake, ostavljajući "polove" loptica slobodnim od trake, odnosno mesta na kojima su kuke bile pričvršćene i one nasuprot njima na bočnim stranama kuglica . To. svaka kuglica je bila presvučena vrlo ljepljivim i viskozno žilavim dielektričnim slojem.
3.
Svaku viseću kuglicu sam posebno uvrnuo rukama (uvijajući između dlanova) na njenom ovjesu konca u smjeru suprotnom od kazaljke na satu (gledano odozgo) za oko 100 punih (360") okretaja. Dužina svakog konca nakon uvijanja je smanjena za oko 15 cm.

4. Početna pozicija.
Lopticu 1, uvrnutu na suspenziji, Petrović (moj pomoćnik) je držao u vertikalnom položaju, sprečavajući je da se odmota, tj. Kuglica 1 nalazila se na vertikalnoj osi (ovjesu) ispod plafonske kuke; duž te ose Petrović nije primjenjivao nikakvu silu na kuglu, osim da je suprotstavio rotaciju na uvrnutom vješanju niti.
Povukao sam i na sličan način držao upletenu kuglicu 2 na ravnoj visećoj niti pod uglom konca prema podu od oko 40".

Napredak eksperimenta.
1.
Početak i koliziono lijepljenje rotirajućih kuglica žiroskopa.
Na moju komandu, Petrović i ja smo istovremeno (razgrćući prste) pustili jaja i one su se srele na gotovo okomitoj osi ispod plafonskog nosača. Odnosno, u trenutku viskoznog sudara-lepljenja kuglica, tačka spajanja kuglica je odvojena od centra kugle 1 (koja se nalazi na vertikalnoj osi vešanja) na udaljenosti od poluprečnika lopte.

2.
Uočene varijante sudara loptica.
Ukupno je u toku 3 dana izvedeno oko 100 ciklusa - sudara loptica po opisanoj šemi, za to vreme je zbog habanja ljepljive trake traka na obje kuglice tri puta zamijenjena sa novi i pokidani navoji su zamijenjeni 2 puta.
Kao rezultat sirovih ("koleno-garažna") metoda osiguravanja eksperimenta, uočene su 3 mogućnosti interakcije loptica - žiroskopa u približno jednakim omjerima:
1.) Frontalni ili skoro frontalni (direktan udar) udar, zaglavljivanje i opšte ljuljanje loptica bez očiglednih iznenađenja.
2.) Previše kos udarac, u kojem sila "ljepljive trake" nije bila dovoljna da se kuglice zalijepe i zajedno rotiraju i zamahnu - kuglice su se raspršile nakon udarca. Nakon ovakvih sudara, nije bilo moguće vizualno (bez fotografija ili video zapisa) procijeniti smjer ukupnog vektora kretanja.
3.) “Normalni” kosi udar, kada su se kuglice zalijepile nakon sudara, započele i nastavile zajedničku opštu rotaciju i oscilaciju (ljuljanje) u vertikalnoj ravni koja se očito nije poklapala sa ravninom kretanja kugle klatna 2 prije lijepljenja. sudara. Ugaona divergencija ovih vertikalnih ravnina oscilovanja klatna (pojedinačna kugla 2 pre udarca i zglobne kugle obe lopte nakon udarnog lepljenja) kretala se od 5 do 20" stepeni. Uglove sam merio markerima na okomitom zidu u pravcu početnog kretanja lopte 2, koja je bila ispred u toku ovog kretanja lopte 2. Primetio sam odstupanje za ugao veći od 10" stepeni u više od 10, od manje od 40 pokušaja sprovedenih prema opciji 3.). Ne uzimam u obzir rezultate sa odstupanjem ose za ugao manjim od 10 stepeni kao težnju granici (zoni) dozvoljenih grešaka.

Preliminarni zaključci:
1.) Uzimajući u obzir učestalost ponavljanja rezultata posmatranja kretanja klatna kuglica u opciji 3.), veličine dobijenih promjena u smjerovima kretanja uparenih kuglica (čije su mase i brzine su veoma značajne) su očigledno izvan granica dozvoljenih grešaka.
2.) Dobijeni rezultati ukazuju na moguće “neočuvanje” količine kretanja i ne mogu se ispravno objasniti u okviru klasične mehanike.
3.) Predloženi eksperimentalni dizajn zahtijeva tehnološki napredniju i precizniju implementaciju, sa naprednim metodama i mjernim instrumentima.
4.) Na osnovu istinitosti (objektivnosti) rezultata dobijenih u eksperimentu, moguće je da je za objašnjenje ovih rezultata potrebno uključiti alternativnu fizičku teoriju.

Http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/3125.html:
U ovom mom ranom članku - TEORIJA I ČINJENICE O MOGUĆNOSTI MEHANIČKOG KRETANJA “BEZ PODRŠKE”:
Ovdje, očigledno, magneti (njihov dio) mogu biti trajni. Pa, naravno da ima previše detinjastih emocija i ega - oprostite mi.
Ako je ova shema primjenjiva u gore opisanom eksperimentu (sa rotacijom "povezujućih" masenih tijela), onda bi se smjer ukupnog vektora kretanja trebao mijenjati u skladu s tim, a ne određivati ​​ga mlaznim potiskom. Ko zna?

Hvala na pažnji, budite zdravi i sretni.

Problem 23.1.3. Jednom se magnet provuče kroz prsten sa južnim polom prema prstenu, drugi put - sa sjevernim polom.

U kom od ovih slučajeva će u prstenu nastati struja, i ako u oba, hoće li smjer struje biti isti?

Problem 23.1.4. Metalni prsten se provlači pored trajnog magneta (vidi sliku). Hoće li se u ovom slučaju u prstenu pojaviti indukovana struja?

Problem 23.1.5. Dva okvira rotiraju u jednoličnom magnetskom polju. U kom slučaju će se indukovana struja pojaviti u okviru?

Problem 23.1.6. Pored pravog vodiča kroz koji teče električna struja nalazi se kvadratni provodni okvir. U nekom trenutku, okvir počinje da se pomera. U kom smjeru se kreće okvir (vidi sliku) hoće li se u njemu pojaviti električna struja?

Problem 23.1.7. Trajni magnet se provlači kroz metalni prsten na sledeći način: u roku od dve sekunde magnet se dovede sa velike udaljenosti i umetne u prsten, u naredne dve sekunde magnet ostaje nepomičan unutar prstena, u naredne dve sekunde se uklanja iz ringa i prenosi na velike udaljenosti. U kojim vremenskim intervalima struja teče u prstenu?

Problem 23.1.9. U eksperimentima promatranja elektromagnetne indukcije, kvadratni okvir napravljen od tanke žice s jednom stranom nalazi se u jednoličnom magnetskom polju okomito na ravan okvira. Indukcija polja jednoliko raste od vrijednosti do vrijednosti. Eksperiment se ponavlja, udvostručujući stranu okvira. Kako će se promijeniti indukovana emf u okviru?

Opcija 1


magnetno polje jednoliko raste od 0 do maksimalne vrijednosti Bmax tokom vremena T. U ovom slučaju,

povećati za 2 puta, a Bmax smanjiti za 2 puta.
Opcija 2
Zadatak 15. U eksperimentu za uočavanje elektromagnetne indukcije, kvadratni okvir od jednog okreta
tanka žica je u jednoličnom magnetskom polju okomito na ravan okvira. Indukcija
magnetno polje jednoliko raste od 0 do maksimalne vrijednosti Bmax tokom vremena T. Istovremeno, in
okvir se pobuđuje indukovanom emf jednakom 8 mV. Odrediti indukovanu emf koja nastaje u okviru ako je T
smanjiti za 2 puta, a Vmax povećati za 2 puta.
Zadatak 15. Zraka svjetlosti pada na ravno ogledalo. Upadni ugao je 15°. Koliki je ugao između
incidentni i reflektovani zraci?
Opcija 3
Opcija 4
Zadatak 15. Zraka svjetlosti pada na ravno ogledalo. Upadni ugao je 30°. Koliki je ugao između
reflektovani snop i ravan ogledala?
Opcija 5


na udaljenosti od 3F od njega, dva zraka se šire: a i b, kao što je prikazano na
crtanje.

sočivo?
Opcija 6
Zadatak 15. Od tačkastog izvora svjetlosti S koji se nalazi na glavnom
optička osa tankog sabirnog sočiva sa žižnom daljinom F at
na udaljenosti od 1,5.F od njega, dva zraka se šire: a i b, kao što je prikazano na
crtanje.
U kojoj tački: 1, 2, 3 ili 4 - hoće li se ovi zraci ukrštati nakon prelamanja?
sočivo?
Zadatak 15. Snop svjetlosti iz laserskog pokazivača pada na staklenu površinu i širi se kroz staklo brzinom od 200
000 km/s. Koliki je indeks prelamanja stakla?
Opcija 7
Opcija 8
Zadatak 15. Talasna dužina svjetlosti laserskog pokazivača je 600 nm u zraku i 400 nm u staklu. Šta je indikator
prelamanje stakla?
Opcija 9
Zadatak 15. Koji od objekata 14 odgovara slici AB u
tanko sočivo sa žižnom daljinom F?
Opcija 10

Zadatak 15. Koja od slika 14 služi kao virtuelna slika
objekat AB u tankom sočivu sa žižnom daljinom F?
Opcija 11
Zadatak 15. Ako je ključ K na poziciji 1, tada je svoj period
elektromagnetne oscilacije u kolu (vidi sliku) je 3 ms. Koliko će se povećati
period prirodnih elektromagnetnih oscilacija u kolu, ako se ključ prenosi iz
poziciju 1 na poziciju 2?
Opcija 12
Zadatak 15. Ako je ključ K u poziciji 1, onda je prirodna frekvencija
elektromagnetne oscilacije u kolu (vidi sliku) je 4 kHz. Koliko
frekvencija prirodnih elektromagnetnih oscilacija u kolu će se smanjiti ako ključ
premjestiti sa pozicije 1 na poziciju 2?
Opcija 13

Kolika je optička snaga ovog sočiva? Zaokružite svoj odgovor
do cjeline.
Opcija 14
Zadatak 15. Slika prikazuje putanju dva zraka od
tačkasti izvor svetlosti A kroz tanko sočivo.
Kolika je optička snaga ovog sočiva? Zaokružite svoj odgovor na
cijeli.
Opcija 15

magnetno polje sa indukcijom od 40 mT (vidi sliku). Horizontalni kvadrat
metalni okvir sa stranicom od 20 cm pomiče se preko granice ove oblasti sa
konstantna brzina v. Odredite indukovanu emf koja nastaje u ovom slučaju
okvir ako je brzina okvira 2 m/s.
Opcija 16
Zadatak 15. Predmet se postavi ispred ravnog ogledala na udaljenosti od 60 cm od njega. Kako će to biti
udaljenost između predmeta i njegove slike ako se predmet približi 25 cm ogledalu?
Zadatak 15. Žižna daljina tankog sabirnog sočiva je 30 cm Mali predmet
nalazi se na svojoj glavnoj optičkoj osi na udaljenosti od 75 cm od nje. Na kojoj udaljenosti od sočiva
postoji li slika objekta?
Opcija 17
Opcija 18

Zadatak 15. Žižna daljina tankog sabirnog sočiva je 20 cm Mali predmet
nalazi se na njegovoj glavnoj optičkoj osi, dok je slika objekta na udaljenosti od 60 cm
sa sočiva. Koliko je predmet udaljen od sočiva?
Opcija 19

harmonijske elektromagnetne oscilacije sa periodom od 6 μs. Maksimalno punjenje jedne od ploča
kondenzatora tokom ovih oscilacija jednaka je 4 µC. Koliki će biti modul naboja ove ploče u ovom trenutku
vrijeme t = 1,5 μs, ako je u početnom trenutku njegovo punjenje nula?
Zadatak 15. Oscilatorno kolo se sastoji od induktora i kondenzatora. Primećuje se
harmonijske elektromagnetne oscilacije sa periodom od 12 μs. Maksimalna struja koja teče
induktivnost zavojnice pri ovim oscilacijama jednaka je 2 A. Koliki će biti modul jačine struje u zavojnici u
trenutak vremena t = 9 μs, ako je u početnom trenutku jednak nuli?
Opcija 20
Opcija 21
površina ograničena zavojnicom ako je struja u zavojnici 4 A.
Gospodin. Odredite magnetni tok kroz
Opcija 22
Zadatak 15. Induktivnost namotaja žice je jednaka
fluks kroz površinu ograničenu zavojnicom je 12 mWb?
Gospodin. Pri kojoj jačini struje u magnetnom kalemu?
Zadatak 15. Tačkasti izvor svjetlosti nalazi se ispred ravnog ogledala na udaljenosti od 1,2 m od njega. On
za koliko će se smanjiti udaljenost između izvora i njegove slike ako, bez okretanja ogledala,
približiti izvoru za 0,3 m?
Opcija 23
Zadatak 15. Tačkasti izvor svjetlosti nalazi se ispred ravnog ogledala na udaljenosti od 1,6 m od njega. On
za koliko će se povećati udaljenost između izvora i njegove slike ako, bez okretanja ogledala,
odmaknuti od izvora za 0,2 m?
Opcija 24
Opcija 25


samoindukcija u vremenskom intervalu od 5 do 10 s.
Opcija 26
Zadatak 15. Na slici je prikazan grafik struje u odnosu na vrijeme u
električno kolo čija je induktivnost 1 mH. Odredite emf modul
samoindukcija u vremenskom intervalu od 0 do 5 s.
Opcija 27
Zadatak 15. Prilikom prebacivanja ključa K iz položaja 1 u
vlastite elektromagnetne oscilacije u kolu
koliko puta je induktivnost Lx zavojnice u kolu (vidi
pozicija 2 period
povećana za 3 puta. U
broj) je veći od L?
Opcija 28
Zadatak 15. Prilikom prebacivanja ključa K iz položaja 1 u položaj 2, svoj period
elektromagnetne oscilacije u kolu su se smanjile za 2 puta. Koliko puta
Da li je induktivnost Lx zavojnice u kolu (vidi sliku) manja od L?
Opcija 29

Zadatak 15. U nekoj oblasti prostora a
jednolično magnetno polje. Horizontalni kvadrat
okvir područja S kreće se preko granice ove regije sa
brzina v usmjerena okomito na stranu okvira i
indukcija B (vidi sliku, pogled odozgo). indukovana emf,
ovo u polju je jednako E. Koliko puta
u metalnom kvadratnom okviru
vertikalno
metal
konstantan
magnetni vektor
generirano u
EMF će biti veći
područje 4S, ako
Opcija 30
Zadatak 15. U određenom prostoru prostora, vertikalna homogena
magnetno polje. Horizontalni kvadratni metalni okvir površine S
kreće se preko granice ovog područja konstantnom brzinom v usmjerenom okomito na stranu
okvir i vektor magnetne indukcije B (vidi sliku, pogled odozgo). Indukovana emf stvorena u ovom slučaju u
okvir je jednak E. Koliko će puta biti veća emf u metalnom kvadratnom okviru površine 4S ako
hoće li se kretati u ovom polju na isti način kao i prvi okvir?