Różnice w pomiarach mikro- i makroświata

Mikroświat- rozmiary atomowe czyli: 10-10 m

1. Ruch postępowy

Różnice w obserwacjach mikro- i makroświata

Mikroświat- rozmiary atomowe czyli: 10-10 m

1. Ruch postępowy

2. Obiekt w studni

Prawdop. wyjścia: 0 %

2. Obiekt w studni

Atom: 10-10 m

Jądro: 10-14 m

Prawdop. wyjścia: 0 % Prawdop. wyjścia: 8 %

3. Przejście przez szczeliny

kulka

3. Przejście przez szczeliny

cząstka elementarna

3. Przejście przez szczeliny

Cząstka częściowo przeszła przez górną, a częściowo przez dolną szczelinę !

cząstka elementarna

4. „Upiorne” oddziaływanie na odległość

Dwie cząstki o spinach skierowanych „w górę”

„w dół”

5. Rzut prostopadły wektora na prostą (wektor o długości 1) klasycznie

1

0.7

-0.22

-1

0

5. Rzut prostopadły wektora na prostą (wektor o długości 1) w mikroświecie.

1

1

0

-1

0

6. Czy przestrzeń w mikroświecie jest „ziarnista”?

7. Własności struktury „ziarnistej”

Każda odległość wewnątrz tej samej komórki równa jest: 1 jednostkę komórkową

Przykład: odległości równe 2 jednostki komórkowe

8. Rzut wektora o długości 1 na dowolne proste

9. Rzut wektora o długości 2 na dowolne proste

10. Co uzyskujemy?

Jeśli przestrzeń w mikroświecie jest „ziarnista” (pikselowa) towektor o długości 1 daje rzut o wartości: 1, 0, -1wektor o długości 2 daje rzut o wartości: 2, 1, 0, -1, -2

Wektor o długości 5 daje rzut o wartości: 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -4, -5

Itd..

11. Parametry cząstek. Jak jest naprawdę?

- masa m- ładunek elektryczny q- spin s

Bozony: cząstki o spinie całkowitym np. dla s=1 rzut ma wartość 1, 0,-1 dla s=2 rzut ma wartość 2, 1, 0,-1,-2.

11. Parametry cząstek. Jak jest naprawdę?

- masa m- ładunek elektryczny q- spin s

Bozony: cząstki o spinie całkowitym np. dla s=1 rzut ma wartość 1, 0,-1 dla s=2 rzut ma wartość 2, 1, 0,-1,-2.

Fermiony: cząstki o spinie połówkowym np. dla s= 1/2 rzut ma wartość 1/2, -1/2 dla s= 3/2 rzut ma wartość 3/2, 1/2, -1/2, -3/2.

(np. elektron: m = 9.1.10-31 kg, q =1.6 .10-19 C, s = 1/2)

12. Rzutowanie wektora o spinie s=1/2

12. Rzutowanie wektora o spinie s=1/2

13. Podsumowanie

Spin cząstki elementarnej, atomu lub molekuły może mieć wartość: -całkowitą (bozony) lub -połówkową (fermiony). Wyniki doświadczeń wskazują, że rzut wektora spinu na dowolną prostą zmienia się skokowo o wartość jeden np.

Dla s= 2 rzut wynosi: 2, 1, 0, -1, -2 Dla s=3/2 rzut wynosi: 3/2, 1/2, -1/2, -3/2.

Wniosek:Skokowa zmiana rzutu spinu związana może być z „ziarnistą” strukturą przestrzeni w mikroświecie. Linia prosta jest w rzeczywistości łamaną przechodzącą przez brzegi lub środki komórek (ziaren).

14. Dodatek: promieniowanie ciała doskonale czarnego.

Suma wszystkich możliwych wartości energii promieniowania np. od 1 do 100. (1+ 1.02 +...+1.5 +...+ 2 + 2.1+ ...+ 99.9 + 99.99 + 100)

Matematycznie takie sumowanie jest całkowaniem.

Pobudzone termicznie atomy drgają emitując światło o różnych energiach (barwach)

c

d

Długość fali

Em

isja

Obliczenia klasyczne (c) nie zgadzają się z wynikiem doświadczalnym (d). Poprawny kształt wykresu uzyskano dopiero przyzałożeniu, że energie drgających atomów zmieniają się skokowo (1 + 2 + 3 + ... + 100).Matematycznie nie jest to całkowanie tylko sumowanie szeregu.

15. Najmniejsza odległość na świecie!

L = c h G

[m] = [m/s] [Js] [Nm2/ kg2]

L = c-3/2 h1/2 G1/2 L = 4 . 10-35 m

c- prędkość światła w próżnih- stała PlanckaG- stała grawitacyjna