Служба поддержки+7 (496) 255-40-00
IForum (Открыто временно, в тестовом режиме, не поддерживается.)

   RSS
Задачка для 1-го класса, (тема для умных докторов наук и одного одаренного кандидата)
 
Долго думал, этично ли для высокоученых сетевиков наукограда предлагать такое, но все же решил рискнуть, надеясь что не очень на меня обидятся. Итак, задача.
 
На книжной полке стоит собрание сочинений А.С. Пушкина. Тома располагаются слева направо (в порядке номеров) и стоят вплотную, без зазоров. Все тома с точки зрения геометрии идентичны - состоят из картонных обложек толщиной 2 мм и бумажных страниц общей толщиной 20 мм (ну и переплета). На эти тома напал книжный червь (говорят есть такие, хотя сам встречал только иносказательных), который прогрыз часть книг, начиная с первой страницы 1-го тома и кончая последней 2-го тома. Червь двигался перпендикулярно плоскостям страниц и обложек без зигзагов. Вопрос. Сколько миллиметров он прогрыз?
 
Кто смелый?

Задачка про числа
Скрытый текст

Страницы: Пред. 1 ... 137 138 139 140 141 ... 316 След.
Ответы
 
Очень приятно, что дискуссия перешла от непрерывных обвинений и насмешек на столь конструктивный уровень. Но более того радует грамотность и вдумчивость моих учёных оппонентов. (Смешное напыщенное слово прошу не воспринимать всерьёз).

Разрешите доложить,  что происходит в БАКе при 7 ТэВах. Пучок протонов сжимается при этом так сильно, что его оборот по кругу уменьшается в 7071 раз. При этом частицы вращаются по окружности всего 1,2 метра диаметром. Ну, как я понимаю, именно до таких размеров сжимается и большое кольцо коллайдера, вместе со всеми фокусирующими системами и прочим потрясающим оборудованием.

А если серьёзно,  то внутри этого кольца, где происходит вся эта чертовщина, назначены четыре места для столкновения частиц, где и установлены детекторы. Но энергия разогнанных пучков вовсе не всегда 7 ТэВ. И тогда сжатие другое. И места столкновения должны быть пересчитаны. Но детекторы ведь установлены стационарно. Возникает вопрос: это самое релятивистское сжатие пучка вплоть до 7000 раз - оно учитывается? А то, может,  вовсе и не учитывается? Занятный вопрос, попробую поискать информацию.
 
По второй проблеме задал вопрос зав. кафедрой теор-физики МФТИ. Если он не разберется, тогда уж вообще не знаю, что делать.
 
Я же ничего не могу найти в части релятивистского сжатия пучка в коллайдере. А необходимость учёта какого-либо сжатия отсутствует, так как пучки протонов и ядер вращаются отдельно и пересекаются в заданных местах после точного юстирования и фокусировки:

 
Однако и косвенным образом можно было бы найти свидетельства того, что пучок протонов, состоящий из сгустков, при разгоне сжимается.
Какова структура пучка движущихся протонов? (Сначала как бы ликбез, но совершенно необходимый)


Трубы основного кольца коллайдера заполняются пакетами сгустков протонов.
Каждый пакет содержит 72 сгустка. Полное число пакетов сгустков равно 39. Таким образом, полное число сгустков, инжектируемое в каждую трубу, составляет 2808.. Каждый сгусток содержит приблизительно 1,1×10^11 протонов. Длительность сгустка (среднеквадратичная, 4σ) составляет 1,71 нс. [11,14, 20]. Интервал между сгустками составляет 24,95 нс, что соответствует 10 периодам колебаний ускоряющих резонаторов [18].

Начиная с 28 июня 2017 г. в кольце крупнейшего в мире коллайдера движутся одновременно 2556 сгустков, как по, так и против часовой стрелки. Расстояние между соседними сгустками при этом составляет около семи метров — эту дистанцию протоны пролетают за 25 миллиардных долей секунды.

Протоны впрыскиваются в LHC на энергии 0,45 ТэВ и ускоряются до 7 ТэВ уже внутри основного ускорительного кольца. Этот разгон происходит во время пролета протонов сквозь несколько резонаторов. Резонатор представляет собой полую металлическую камеру сложной формы (см. рис. 3), внутри которой возбуждается стоячая электромагнитная волна с частотой колебаний примерно 400 МГц. Эффективное и однородное ускорение всего пучка переменным полем оказывается возможным благодаря тому, что весь пучок разбит на отдельные сгустки, следующие на строго определенном расстоянии друг за другом. Когда сгусток протонов пролетает сквозь резонатор, электромагнитное колебание находится как раз в такой фазе, чтобы электрическое поле вдоль оси пучка подталкивало протоны вперед.

Ускорение протонов с энергии инжекции 0,45 ТэВ до 7 ТэВ происходит довольно медленно, примерно за 20 минут. Скорость этого процесса ограничена вовсе не мощностью ускорительной секции, а скоростью усиления магнитного поля в поворотных магнитах — ведь оно должно расти синхронно с энергией частиц для того, чтобы удерживать их в вакуумной трубе неизменного радиуса.



Итак, при увеличении энергии с 0,45 ТэВ до 7 ТэВ пучки увеличивают скорость более, чем в 10 раз. Расстояния между ними должно релятивистски сжиматься. Чтобы резонатор их правильно ускорял, его частота должна также увеличиваться. Однако резонатор работает на фиксированной частоте. Про расстояния между сгустками тоже нигде не написано, что оно в процессе разгона меняется. Нет никаких намеков на релятивистское сжатие пучка движущихся протонов.

А ведь Александр Ильич был лично в ЦЕРНе и мог засвидетельствовать наличное сжатие если не пучка, то хотя бы всего коллайдера до несколько метров в диаметре. Жду его рассказа. Жду также любых пояснений на данную тему.
 
Цитата
Gierus написал:
4. Приведенный позднее мной пример двух параллельно летящих электронов показывает, что лоренцевское сокращение в этом случае, который, во многом похож на фейнмановский, не имеет место, а парадокс остается. Я привел доводы, в чем неправильность рассуждений при вычислении электрического поля статическим образом, но не уверен, что расчет с использованием потенциалов Лиенара-Вихерта разрешит парадокс. Если разрешит, тем более непонятно, почему при фейнмановской задаче можно считать поле статическим образом.
Мне кажется , что два летящих параллельно с околосветовой скоростью электрона уже нельзя рассматривать как точечные или протяженные объекты. Это уже де-Бройлевские волны , которые интерферируют. Результат интерференции дает большой основной максимум между ними , что означает увеличение вероятности обнаружения их в этой области , т.е. сближение. На таком варианте не настаиваю , т.к. не специалист в этой области. Ниже я перетащил рисунок интерференции электрона на двух щелях из опыта Иенссона.  
 
Цитата
кто-то написал:
А ведь Александр Ильич был лично в ЦЕРНе и мог засвидетельствовать наличное сжатие если не пучка, то хотя бы всего коллайдера до несколько метров в диаметре.
Кто-то. В той системе отсчета , в которой я рассматривал коллайдер в ЦЕРНе , все его размеры не менялись , так же как и расстояния между сгустками. Это участки покоящегося коллайдера. Как коллайдер выглядит относительно неподвижных сгустков я не мог наблюдать , но в течение этой дурацкой дискуссии мне неоднократно хотелось запустить вас рядом со сгустками с их  немалой скоростью , чтобы вы потом нам рассказали , как хорошо вам было.
 
Цитата
Gierus написал:
То есть, фотография в системе S дала бы одну картинку (кол-во зарядов разного знака во всем проводе одинаково), а системе S' - другую.

Кто-то скажет, что это - кажущийся эффект, но это - вряд ли. Фотоаппарат фиксирует реальность - он фотографирует заряды, находящиеся в каждый момент в конкретных местах. Что здесь тоже странно.
Цитата
кто-то написал:
Gierus , спасибо! Это именно то, что я и пытался донести. "Куда делись электроны проводимости?" (чтобы дать результат Фейнмана) - я неоднократно спрашивал.
Думаю , дело в том , что в системе отсчета покоящихся электронов мимо проносится стержень , т.е пространство , которое подвержено лоренцевскому сокращению , а в случае неподвижного стержня - мимо проносятся электроны в неподвижном пространстве , т.е. изменяться могут только размеры электрона в продольном напрвлении , (если электрон можно представить в виде объемного тела).
 
Цитата
Александр Ильич написал:
а в случае неподвижного стержня - мимо проносятся электроны в неподвижном пространстве , т.е. изменяться могут только размеры электрона в продольном напрвлении , (если электрон можно представить в виде объемного тела).
Тогда соображения Фейнмана об увеличении концентрации электронов за счёт увеличения лоренцовской длины (их потока) сразу становятся неверными.
:-(
 
В то же время мой пример с трамваем кажется мне чрезвычайно убедительным. Если трамвай сжимается,  то и расстояния меж людьми сокращаются. Тогда и электронный пучок должен сжиматься. А если не сжимается поток протонов в БАКе, то начинается такой когнитивный диссонанс, что я, право, не знаю, что и сказать.
 
Цитата
кто-то написал:
Тогда соображения Фейнмана об увеличении концентрации электронов за счёт увеличения лоренцовской длины (их потока) сразу становятся неверными.
А он разве рассматривал увеличение  концентрации электронов? Это Gierus рассматривал. А в книге Угарова приводится диаграмма Минковского ( мой пост 4420) , на которую никто не обратил внимания. А эта диаграмма показывает , что увеличивается только концентрация положительных ионов решетки.
( А увеличение лоренцовской длины - это круто!).
 
Цитата
Александр Ильич написал:
А он разве рассматривал увеличение  концентрации электронов?
Да.
 
Цитата
кто-то написал:
А если не сжимается поток протонов в БАКе, то начинается такой когнитивный диссонанс, что я, право, не знаю, что и сказать.
Я мог бы еще раз процитировать Поля Дирака , но ваш когнитивный диссонанс опять скажет:
Цитата
кто-то написал:
Попка-Дирак.
Цитата
кто-то написал:
Если трамвай сжимается,  то и расстояния меж людьми сокращаются.
А если люди в покоящемся трамвае бегут , то расстояния между ними остаются неизменными.
 
Цитата
Александр Ильич написал:
А если люди в покоящемся трамвае бегут , то расстояния между ними остаются неизменными.
Спасибо,  вы разоблачили ошибку Фейнмана. Завтра покажу с точностью до формулы.
 
Цитата
кто-то написал:
Цитата Александр Ильич  написал:
А он разве рассматривал увеличение  концентрации электронов?
кто-то :Да.
Вашего "да" мало. Процитируйте , только без ваших когнитивных придумок. Голый текст , без ваших комментариев.
 
Цитата
кто-то написал:
Спасибо,  вы разоблачили ошибку Фейнмана.
Если мое утверждение противоречит утверждению Фейнмана , то ошибаюсь , наверняка , я. Когда же Шувалов вас вылечит от мании величия?
 
Цитата
Александр Ильич написал:
Вашего "да" мало. Процитируйте , только без ваших когнитивных придумок. Голый текст , без ваших комментариев.
Формула 13.26, строго обратная формуле 13.24.
 
Цитата
Александр Ильич написал:
Шувалов вас вылечит от мании величия?
Вы крайне настойчивый (как тот Дирак) и невнимательный человек. Вся 149-я и половина 150-й страницы этой теме были посвящены изживанию моего непонимания Фейнмана. Вы отсутствовали и проигнорировали их полностью (включая 1-й пост на с.149 с описанием эксперимента, который можно поставить в школе). А в следующем посте сообщал, как Малышев Л.Г. и Повзнер А.А. гораздо откровеннее пишут, из-за чего электрически нейтральный проводник стал положительно заряженным - из-за сокращения продольных размеров тел при их движении (L'+ < L+; L'- > L-)... Там я, наконец, полностью врубился и 06.02.2019 в 04:53:21 показал, как ведет себя пачка движущихся электронов в СТО. Да и раньше, на с.149 темы признал ваш триумф и поздравлял с победой. Человек, одержимый манией величия, никогда не признает своих ошибок (как ваш любимец мистер Пу).

Повторю сейчас еще раз мой вывод немного в другой интерпретации, чтобы показать вам - если люди с равной скоростью пошли по трамваю, то дистанция между ними начинает сокращаться:

1. Итак, вы не будете спорить, что если от нас удаляется железная болванка, то ее размеры сжимаются в направлении полета? Безусловно, нет. Формула Лоренца.
2. Что такое болванка? Это твердое тело. Ваша уверенность в сжатии болванки зиждется только на том, что она твердая? Хм...
3. Представим себе, что от вас улетает болванка, слепленная из пластилина. Она твердая? Она сокращается?
4. Представим себе, что от вас улетает металлическая, но расплавленная болванка. Она жидкая! Как с ней? Она сокращается?
5. А если улетает облачко газа - как с ним?
6. Самый сакраментальный вопрос: если вы считаете, что степень сжатия зависит от агрегатного состояния вещества, то где этот член в формуле Лоренца?

А в вашем примере с пассажирами трамвая - если они пойдут по вагону, взявшись за руки, - тогда-то точно расстояние между ними будет сокращаться? ))))
Изменено: кто-то - 07.02.2019 09:50:44
 
Ну, вот, Александр Ильич, так я пришел к полному пониманию, что сжимаются не предметы, а сама движущаяся ИСО. Этому меня учил Герус.

А после того, как я всё понял, я обнаружил, на земле поставлено множество релятивистских экспериментов с субсветовыми скоростями элементарных частиц. И оказалось, что нигде их поток не сжимается. Что в БАКе, что в других циклотронах стоят магнетронные резонаторы для разгона сгустков на фиксированной частоте.  Сгустки частиц не сжимаются.

Вся система развалилась.
Изменено: кто-то - 07.02.2019 10:38:43
 
Цитата
Александр Ильич написал:
Мне кажется , что два летящих параллельно с околосветовой скоростью электрона уже нельзя рассматривать как точечные или протяженные объекты. Это уже де-Бройлевские волны , которые интерферируют.
Нет. Мы рассматривали задачу в классическом, а не в квантовом приближении. Электроны можно заменить в ней вполне себе макроскопическими телами. Я почти уверен в правильности своей идеи - поля  (особенно электрическое) при движении зарядов нельзя считать кулоновскими. А считать надо с учетом запаздывания взаимодействия. Посмотрите ссылку на потенциалы Лиенара-Вихерта в "Теории поля" ландавшица (например).
 
Цитата
кто-то написал:
Формула 13.26, строго обратная формуле 13.24.
между формулами 13.24 и 13.26 есть шесть строчек текста и одна формула , а затем слова: "Теперь мы можем понять , почему..."   Правы вы и Фейнман , а не прав  я, но я сразу соглашаюсь с Фейнманом ( вы тут не при чем). Видите , как хорошо вы поняли , почему плотность положительного заряда больше , чем отрицательного ,и почему выполняется принцип относительности.
Цитата
кто-то написал:
Вы крайне настойчивый (как тот Дирак) и невнимательный человек. Вся 149-я и половина 150-й страницы этой теме были посвящены изживанию моего непонимания Фейнмана.
Если бы ваше непонимание (по Дираку) вы так и называли , было бы нормально , а когда " первая ошибка Фейнмана ", "вторая ошибка Фейнмана" , "у Фейнмана ошибка на ошибке", вызывало мой бурный хохот.
Цитата
кто-то написал:
6. Самый сакраментальный вопрос: если вы считаете, что степень сжатия зависит от агрегатного состояния вещества, то где этот член в формуле Лоренца?
Нет , не считаю. Вам просто надо аккуратнее переходить из одной системы отсчета в другую. Расстояние между сгустками мы измеряем в лабораторной системе отсчета. Каким оно выглядит с точки зрения летящего адрона , можете рассчитать.
Размеры Бака с точки зрения летящего адрона рассчитать тоже можете.
Цитата
кто-то написал:
Что в БАКе, что в других циклотронах стоят магнетронные резонаторы для разгона сгустков на фиксированной частоте.
Почитайте про фиксированную ЧАСТОТУ  в БАКе, и чем отличается циклотрон от фазотрона.
Цитата
кто-то написал:
Сгустки частиц не сжимаются.
Потому , что мы их наблюдаем в лабораторной системе отсчета.
У меня был ученик , который меня спросил: " В лабораторной системе отсчета длина стержня и время одни , а в подвижной системе другие... А как НА САМОМ ДЕЛЕ?"  Когда я ответил , что и то , и другое правильно , он сказал "Бред". Вы мне его очень напоминаете.
 
Цитата
Gierus написал:
Нет. Мы рассматривали задачу в классическом, а не в квантовом приближении. Электроны можно заменить в ней вполне себе макроскопическими телами. Я почти уверен в правильности своей идеи - поля  (особенно электрическое) при движении зарядов нельзя считать кулоновскими. А считать надо с учетом запаздывания взаимодействия.
Задачу надо рассматривать в том приближении , которое более соответствует реальности. Нельзя телегу ставить впереди лошади. А летящий с околосветовой скоростью электрон уже надо рассматривать как волну , со всеми вытекающими последствиями (вероятностный характер взаимодействия , соотношение неопределенностей).
Цитата
Gierus написал:
Посмотрите ссылку на потенциалы Лиенара-Вихерта в "Теории поля" ландавшица (например).
Смотреть не буду , я и свои-то дела рассматривать уже не очень успеваю.  
 
Александр Ильич, вот вы поняли, что ошиблись. Поняли, что с точки зрения неподвижного провода пачка летящих электронов сжимается. И после этого вы пишете:
Цитата
Александр Ильич написал:
Цитата
 кто-то  написал:
Сгустки частиц не сжимаются.
Потому , что мы их наблюдаем в лабораторной системе отсчета.
Цитата
Александр Ильич написал:
Расстояние между сгустками мы измеряем в лабораторной системе отсчета. Каким оно выглядит с точки зрения летящего адрона , можете рассчитать.
Размеры Бака с точки зрения летящего адрона рассчитать тоже можете.

Вы ничего не поняли.

("с точки зрения неподвижного провода пачка летящих электронов сжимается" = "Расстояние между сгустками изменяется ИМЕННО в лабораторной системе отсчета")
 
Цитата
кто-то написал:
Вы ничего не поняли.
Это вы ничего не поняли , возможно , по моей вине. Напишу более четко: Расстояние между сгустками мы уже наблюдаем в лабораторной системе отсчета , и оно не меняется , когда коллайдер работает в установившемся режиме. В режиме разгона - меняется. Коллайдер - это не одно кольцо , это целая цепь ускорителей разного типа. Кстати , вы так торопливо ответили , что , наверное не успели посмотреть разницу между циклотроном и фазотроном?
 
Цитата
кто-то написал:
вы разоблачили ошибку Фейнмана. Завтра покажу с точностью до формулы.
У Фейнмана нет арифметических ошибок в этой задаче. Есть один сильно сомнительный момент - неучет того, что при движении зарядов поле около провода определяется расположением всех зарядов не в тот момент времени, а - в более ранние моменты. Чем дальше заряд находится от данной точки, тем больше будет отличие. Этот эффект, если только он "взаимонекомпенсируется", должен быть более сильным, чем релятивистское изменение длин, поскольку появляется в первом порядке по V/c, в отличие от изменения длины (концентрации), которая появляется во втором порядке.
 
Цитата
Александр Ильич написал:
А летящий с околосветовой скоростью электрон уже надо рассматривать как волну , со всеми вытекающими последствиями (вероятностный характер взаимодействия , соотношение неопределенностей).
Я ведь уже написал Вам, что при замене электронов на макроскопические тела эффект не пропадает. А значит, и с электронами он объясняется не их квантовой природой.
 
Цитата
Gierus написал:
У Фейнмана нет арифметических ошибок в этой задаче. Есть один сильно сомнительный момент - неучет того, что при движении зарядов поле около провода определяется расположением всех зарядов не в тот момент времени, а - в более ранние моменты. Чем дальше заряд находится от данной точки, тем больше будет отличие.
Ваше замечание касается околосветовых скоростей , в случае же проводника со скоростями электронов в доли миллиметров в секунду запаздывающие потенциалы можно не учитывать.
 
Цитата
Gierus написал:
Я ведь уже написал Вам, что при замене электронов на макроскопические тела эффект не пропадает. А значит, и с электронами он объясняется не их квантовой природой.
При околосветовых скоростях ( а именно так поставлена задача) и для макроскопического тела эффекты , скорее всего , квантовые. А что вы подразумеваете под словами "эффект не пропадает"? Протоны в коллайдере?
 
Цитата
Александр Ильич написал:
Расстояние между сгустками мы уже наблюдаем в лабораторной системе отсчета , и оно не меняется , когда коллайдер работает в установившемся режиме. В режиме разгона - меняется.
Хорошо. Где об этом можно почитать? Как резонатор на фиксированной частоте справляется со всё сжимающимся расстоянием между сгустками?

(я внимательно прочитал несколько материалов о процессе разгона пучка, ничего не встретил ни про изменение расстояний между сгустками, но про изменение частоты резонатора; синхрофазотрон мне пока не нужен)
 
Цитата
Александр Ильич написал:
При околосветовых скоростях
наблюдается, например, туннельный эффект - перемещение космонавтов из одного космического корабля в другой спонтанным образом (если они движутся недалеко друг от друга).
 
Цитата
Александр Ильич написал:
А он разве рассматривал увеличение  концентрации электронов? Это Gierus рассматривал.
Да нет, это не так. Во-первых, неважно, кто что рассматривал, важна суть того что происходит. Но и Фейнман объяснял появление электрического поля именно изменением концентрации зарядов в ИС, движущейся со скоростью электрона. Поскольку, при изменении длины, что остовов, что группы электронов, меняется их концентрация, поскольку заряд - инвариант, а длины отрезков меняются. Он и считает ро+ и ро-, называя их плотностями заряда, что и есть концентрация, умноженная на заряд.
Страницы: Пред. 1 ... 137 138 139 140 141 ... 316 След.