Квантовая физика- это физика микромира. Она описывает взаимодействие энергии и материи в элементарных частицах. Конечно простым языком о столь сложной науке как квантовая физика не получится рассказать по определению. Но будем придерживаться языка обывателя, т. е. объяснение простым языком без научных терминов.
Что такое квант в физике? Квант- это элементарная неделимая частица будь-то энергии или материи. В квантовой физике существует множество необъяснимых вещей, парадоксов, над которыми бились умы лучших физиков планеты, и до сих пор на которые нет ответа. Ниже приведены некоторые наиболее популярные из парадоксов.
1. Пустота: Промежуток между ядром атома углерода и вращающимся вокруг него электроном пуст. Это не вакуум, а буквально пустота, НИЧЕГО! Для примера: если увеличить ядро атома водорода до размеров баскетбольного мяча, то вращающийся вокруг него электрон будет находится на расстоянии 30 километров, а между ними - ничего!
2. Волночастица: Состояние частицы зависит от самого акта измерения или наблюдения. Не измеряемый и ненаблюдаемый электрон ведет себя как волна (поле вероятностей) . Стоит подвергнуть его наблюдению в лаборатории, и он схлопывается в частицу (твердый объект, чье положение можно локализировать) . Наглядный пример в виде анимации приведен здесь Эксперимент "Угол зрения".
3. Квантовый скачок. Перемещаясь со своей орбиты атомного ядра электрон движется не так как обычные объекты, - он передвигается мгновенно. Т. е. он исчезает с одной орбиты и появляется на другой без вектора движения. Точно определить где возникнет электрон или когда он совершит скачок невозможно, максимум что можно сделать, это обозначить вероятность нового местоположения электрона. Популярное разъяснение этого явления дается в старом советском научном фильме "Физика в половине десятого. "
4. Принцип неопределенности Гейзенберга. Невозможно одновременно точно замерить скорость и положение квантового объекта. Чем больше сосредотачиваться на одном из этих показателей, тем более неопределенным становится другой.
5. Теорема Белла. Все на свете нелокально, элементарные частицы тесно связаны между собой на некоем уровне за пределами времени и пространства. Т. е. : если спровоцировать образование двух частиц одновременно, они окажутся непосредственно связаны друг с другом или будут находиться в состоянии суперпозиции. Если мы затем выстреливаем их в противоположные концы вселенной и через некоторое время тем или иным образом изменим состояние одной из частиц, вторая частица также мгновенно изменится, чтобы прийти в такое же состояние.
Вышеприведенные эксперименты дают понять что материальные объекты на микроуровне, уровне атомов ведут себя не как материальные объекты по ньютоновским законам физики, иногда как волны, иногда и вовсе не поддаются объяснению.
В свете вышесказанного уже не кажутся фантастическими идеи о материальности мысли, или альтернативные представления о реальности и управления ею в современных модных учениях о достижении успеха.
Однажды у Винни-Пуха кончился мёд. Он взял 22 шарика с гелием, тяжёлый камень и горшочек для мёда, а затем пошёл к высокому дереву, на вершине которого был улей. Там Винни-Пух отпустил камень и взмыл к улью. Зацепивщись за вершину дерева, он начал доставать мёд из улья. Винни-Пух понимал, что ему ещё предстояло спуститься вниз и не разбиться, поэтому он набрал в горшочек всего 7 кг мёда. Его прогноз оказался верным, потому что оттолкнувшись от дерева, он начал медленно опускаться вниз. Но всё оказалось сложнее, чем думал Винни-Пух, поскольку его внезапно догнали пчёлы. Раздосадованные хищением мёда, они лопнули 8 шариков. Начав быстро спускаться вниз, Винни-Пух понял, что может разбиться и не отведать мёда. Он решил притвориться дрейфующей тучкой и при этом наибольшее количество мёда. Ему это удалось, хотя чем-то пришлось пожертвовать. Сколько мёда Винни-Пух? ответ выразить в кг, округлив до десятых. Масса пустого горшочка составляет 4,2 кг. Плотность воздуха равна 1,3 кг/м3, а гелия – 0,2 кг/м3. Объём каждого из шариков составляет 1 м3.
Подъемная сила каждого шарика = 1.3-0.2 = 1.1 килограмм-сил, то есть 11 Ньютон. Но лучше (проще) рассуждать в килограмм-силах (кгс). Итак, начальная подъемная сила = 22*1.1 = 24.2 кгс. Когда он набрал 7 кг мёда, он начал медленно опускаться, то есть 24.2-7 = 17.2 кгс - это вес самого виннипуха и горшка. Вычитаем еще 4.2, получаем 13 кгс - это вес виннипуха. Потом злобные пчелы лопнули 8 шариков, и Пуху пришлось скинуть лишние 8*1.1 = 8.8 кгс. То есть выкинул горшок (4.2 кг) и какую-то часть меда (4.6 кг), остальное тупо сожрал: 7-4.6 = 2.4 кг меда. И в результате стал весить 13+2.4 = 15.4 кгс, то есть как раз (22-8 шариков) *1.1=15.4 кгс, и плавно опустился.
r = 2 м
α = 30°
E = 25 лк
I - ?
Формула освещенности:
E = I*cos α / r²
Сила света лампы:
I = E*r² / cos α = 25*2² / cos 30° ≈ 120 кд