संख्या में भौतिक नियम - छोटी मात्रा

बहुत से लोग इस तथ्य से परिचित हैं कि हमारी दुनिया पर भौतिकी के कुछ नियमों का प्रभाव, प्राथमिक कणों के माइक्रोवर्ल्ड के चौराहे पर स्थित है, और तारों और आकाशगंगाओं का स्थूल जगत बहुत छोटा हो सकता है, लेकिन हर कोई इतना अधिक नहीं जानता है। यहां मैंने कई उदाहरण एकत्र किए हैं जो बताते हैं कि वे हम पर कितना कम प्रभाव डाल सकते हैं।

शास्त्रीय यांत्रिकी

सबसे प्रसिद्ध उदाहरण यहाँ सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम है, हम पृथ्वी के प्रति आकर्षण केवल इसलिए महसूस करते हैं क्योंकि इसका वजन बहुत अधिक है। और किस बल के साथ दो लोग एक दूसरे को आकर्षित करते हैं? उदाहरण के लिए 70 किलो के द्रव्यमान वाले दो लोगों और उनके बीच की दूरी - एक मीटर के लिए, परिणाम 33.3 माइक्रोग्राम का एक बल है, या अधिक सटीक - 3.33 × 10 ^-8 किलोग्राम-बल (kgf)। इस बल का छोटा मान गुरुत्वीय स्थिर G के बहुत गलत (भौतिकी के मानकों द्वारा) माप का कारण था:



आप अभी भी मानव शरीर के लिए "पहले ब्रह्मांडीय वेग" की गणना कर सकते हैं, यदि आप "त्रिज्या" के लिए 30 सेमी लेते हैं, तो गति 0.125 मिमी / सेकंड होगी, और दूसरे ब्रह्मांडीय वेग के लिए - क्रमशः 0.176 मिमी / सेकंड, इन गति को अभी भी अंतरिक्ष में मापा जा सकता है। - लेकिन वास्तव में, पृथ्वी और आपके आस-पास के अन्य भारी निकायों का प्रभाव। साथ ही प्रकाश और सौर हवा का दबाव पूरे प्रयोग को बर्बाद करने की धमकी देता है।

कहावत को याद रखें, "मुझे एक पूर्णरूप दे दो, और मैं पृथ्वी को मोड़ दूंगा" हम इस बात की गणना करने की कोशिश करेंगे कि इसके लिए क्या आवश्यक है:

भले ही हम पृथ्वी के घूर्णन से जाइरोस्कोप के प्रभावों को ध्यान में नहीं रखते हैं (जो इसे रोटेशन की वर्तमान दिशा से "धक्का" करने की अनुमति नहीं देगा), 5.97 × 10 ²⁴ किलो के द्रव्यमान के साथ एक गेंद और 6371 किमी के त्रिज्या में एक कोणीय गति होती है। 9.69 × 10 ^{37 पर}kg × me, आयाम रहित गुणांक को ध्यान में रखते हुए, जो गोला के लिए 0.4 है, और पृथ्वी के लिए यह 0.335 है (असमान घनत्व प्रभावित करता है, लेकिन यह रैखिक रूप से नहीं बढ़ता है - कम से कम घनत्व में एक "कूद" है, और अन्य "zigzags" है जो गणना को जटिल करें), परिणाम 8.12 × 10 ³⁷ किग्रा × m² का मान है ।

अनुमानित अनुमानों के अनुसार, किसी व्यक्ति द्वारा लंबी अवधि में विकसित की गई शक्ति 100 वाट है (20-30% की दक्षता को ध्यान में रखते हुए)। यदि हम किसी व्यक्ति की जीवन प्रत्याशा 80 वर्ष और जागने का समय 16 घंटे लेते हैं, तो हमें 1,683 × 10 ¹¹ जे की कुल रिलीज़ ऊर्जा मिलेगी । इस तरह के काम से अंतिम कोणीय वेग होगा: 2.04 × 10 ^-17रेड / एस, और आपको 248 मिलियन वर्षों में "केवल" के लिए "पृथ्वी को चालू करने" (180 डिग्री तक घुमाएगी) की अनुमति देगा। ठीक है, आपके दूर के वंशज आपके "Sisyphean Labor" की सराहना करेंगे)।

सापेक्षता के सिद्धांत के प्रभाव

पृथ्वी की कक्षा में जा रहे हैं (उदाहरण के लिए, ISS - 7.66 किमी / सेकंड, इस समय वास्तव में और अधिक लेने के लिए कुछ नहीं है), हमें 3.12 × 10 ^-10 % की विकसित गति के कारण समय का नुकसान होता है , जो एक साल की उड़ान के समय का परिणाम होगा, जो कि 0.0103 सेकंड के मंदी के रूप में होगा।

लेकिन यह केवल कई प्रभावों में से एक है, अन्य - पृथ्वी के "गुरुत्वाकर्षण कुएं" से निकलने के समय का "त्वरण" (गुरुत्वाकर्षण समय के फैलाव का प्रभाव) अपनी कुछ ताकत खो देता है। इस प्रभाव का कुल मूल्य प्रति वर्ष 0.0219 सेकंड है, और अंतिम दो का योग इस तरह दिखता है:



एक व्यक्ति इन प्रभावों को नोटिस करने में सक्षम नहीं है, लेकिन एक परमाणु घड़ी का उपयोग करके समय को नेविगेट करने और मापने के लिए पहले से ही एक बड़ी समस्या है, क्योंकि उनकी आंतरिक सटीकता इन प्रभावों से अधिक परिमाण के आदेश हो सकती है। और ये सुधार पहले से ही जीपीएस और ग्लोनस उपग्रह नेविगेशन सिस्टम में उपयोग किए जाते हैं, और वर्तमान में सभी निर्माण भी चल रहे हैं। COBE टेलीस्कोप के

अनुसार , CMB के सापेक्ष हमारा वेग 627 CO 22 किमी / सेकंड है। यह इस प्रभाव से प्रति वर्ष 2.18 × 10 ^-7 %, या प्रति वर्ष 0.069 सेकंड का समय देता है , जो इतना अधिक नहीं है, लेकिन पृथ्वी के अस्तित्व (4.5672 000 0.0006 बिलियन वर्ष) के दौरान, यह लगभग 3650 तक "दूर" घड़ी होनी चाहिए। साल पुराना।

यह एक और दिलचस्प प्रभाव की ओर जाता है - जैसा कि मैंने लिखा था, अंतरिक्ष में हमारी गति बल्कि जटिल है, चलो इसके घटकों में से एक लेते हैं - सूर्य के चारों ओर पृथ्वी का घूर्णन, इसकी गति लगभग स्थिर है, और इसकी दिशा हर समय बदल रही है, और वर्ष में दो बार इसका सीधा विपरीत दिशाओं में होता है।

आइए हम गति के इस घटक के प्रभाव की गणना करते हैं: पृथ्वी के लिए, कक्षीय गति लगभग 29.78 किमी / सेकंड है, जो इस तथ्य की ओर जाता है कि सीएमबी के सापेक्ष हमारी गति 600-650 किमी / एस (लगभग) की सीमा में भिन्न होती है। इन गति के बीच अंतर इस तथ्य की ओर जाता है कि छह महीने के अंतराल के साथ समय या तो तेज हो जाता है या धीमा हो जाता है, हालांकि ये अंतर और भी अधिक सूक्ष्म हैं - कुल 3.21 × 10 ^-8 %।



जैसा कि अल्बर्ट आइंस्टीन ने साबित किया - इस दुनिया में सब कुछ सापेक्ष है)।

प्रकाश की गति - खगोलीय दृष्टि से, बल्कि यह धीमी है - मिल्की वे प्रकाश किरण को पार करने में लगभग 100,000 साल लगते हैं, जो खगोलविदों को सीधे "अतीत में देखने" की अनुमति देता है। लेकिन हमारे मर्क में, सांसारिक वास्तविकता, यह बहुत बड़ा है - आधुनिक प्रोसेसर में व्यक्तिगत ट्रांजिस्टर के बीच सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए लगभग 10 गुना ^{-16 की} आवश्यकता होती हैसेकंड। लेकिन प्रकाश के लिए पृथ्वी के एक बिंदु से विपरीत तक पहुंचने के लिए, सतह के साथ आगे बढ़ना (उदाहरण के लिए, ट्रांसअटलांटिक फाइबर ऑप्टिक संचार लाइनों का उपयोग करना) - यह 33 मिलीसेकंड लेता है (वास्तव में, यह संख्या लगभग 50 होगी, क्योंकि ये केबल "सीधे" नहीं बिछे हैं,) और आधुनिक ऑप्टिकल केबल ग्लास से बने होते हैं, जिसमें प्रकाश वैक्यूम की तुलना में बहुत धीमी गति से यात्रा करता है)। लेकिन भूस्थिर उपग्रहों के माध्यम से संचार के लिए, यह मान पहले से ही एक व्यक्ति द्वारा महसूस किया जा रहा है - उपकरण में देरी के बिना, यह 239 मिलीसेकंड है। फिलहाल लोग पृथ्वी से 1.3 प्रकाश सेकंड (चंद्रमा की कम कक्षा) से आगे नहीं बढ़ पाए।

क्वांटम प्रभाव

प्रकाश का दबाव - पृथ्वी की कक्षा में सूर्य के प्रकाश के लिए (1368 वाट / मीटर और सुपर 2), यह 9.08 × 10 ^{-6 है}देहात तुलनात्मक रूप से पृथ्वी पर सामान्य वायुमंडलीय दबाव 101 325 Pa है। इसलिए, सौर पाल के साथ एक अंतरिक्ष यान का निर्माण - जितना संभव हो उतना पाल के वजन को कम करने की कोशिश करें, अन्यथा आप उस पर कहीं भी नहीं होने का जोखिम उठाते हैं। इस आदेश का परिमाण चंद्रमा पर "वायुमंडल" का दबाव है, यह दिन के दौरान 10 ^-7 Pa, रात में 10 ^-10 Pa से भिन्न होता है ।

और शायद भौतिक प्रभावों के बीच "विजेता", उत्पादित बलों की तुच्छता में, कासिमर प्रभाव (वैक्यूम के क्वांटम उतार-चढ़ाव द्वारा बनाया गया दबाव) है। उस पैमाने में इसकी परिमाण जिसके साथ एक व्यक्ति व्यवहार कर रहा है, केवल ब्रह्मांडीय स्थिरांक के प्रभाव के साथ तुलना की जा सकती है। यह इस तथ्य के कारण है कि इसका मूल्य प्लेटों के बीच की दूरी के चौथे डिग्री पर निर्भर करता है:



उनके बीच 10 सेमी की दूरी पर दो दर्पण 10 × 10 सेमी के लिए इसका मान 8.169 × 10 ^-16 नैनोग्राम (या 8.169 × 10 ^-28 किग्रा ) होगा। हालांकि, व्यक्तिगत परमाणुओं के तराजू पर, इसके द्वारा बनाया गया दबाव वायुमंडलीय दबाव के साथ तुलनीय हो जाता है।

नाभिकीय भौतिकी

आधा जीवन - वह समय जिसके दौरान आधा पदार्थ सड़ जाता है और एक अन्य पदार्थ (या उसी के एक अन्य समस्थानिक) में "बदल जाता है", काफी भिन्न होता है। अलग-अलग समस्थानिकों के लिए, यह नैनोसेकंड (उस समय के दौरान भी जब प्रकाश एक मीटर के अंश तक जाता है) से लेकर अरबों वर्षों तक भिन्न होता है। यह इस तथ्य की ओर जाता है कि ऐसे कणों के क्षय को LHCs जैसे त्वरक पर भी पता नहीं लगाया जा सकता है, और एक कण की खोज "टुकड़ों" के पंजीकरण के आंकड़ों से ज्ञात होती है जो इस विशेष कण से बनाई जानी चाहिए थी।

एक औसत मूल्य वाले कणों के लिए, ट्रिटियम का उपयोग किया जा सकता है, जिसका उपयोग विभिन्न प्रमुख श्रृंखलाओं / घड़ियों



में किया जाता है : इसका उपयोग बीटा कणों के गठन के साथ प्रतिक्रिया के कारण होता है जो एक सील मामले के साथ खतरनाक नहीं हैं, और 12.32 वर्षों का आधा जीवन है, जिसका अर्थ है कि इसके माध्यम से इस स्रोत की चमक समय के साथ दो बार गिरेगी, जबकि इस प्रतिक्रिया के कारण ट्रिटियम का एक किलोग्राम और परिणामस्वरूप अपघटन उत्पादों को 6.6 नैनोग्राम द्वारा "बेहतर महसूस" होता है।

यदि हम अधिक स्थिर आइसोटोप लेते हैं, जैसे थोरियम -232, तो इसका आधा जीवन ब्रह्मांड के अस्तित्व के समय के करीब है, इसलिए यदि आप इसके क्षय का पालन करना चाहते हैं, तो पॉपकॉर्न धैर्य पर स्टॉक करें । हालांकि, इसके क्षय के तथ्य को ठीक करने के लिए, ऐसे समय अवधि की आवश्यकता नहीं होती है - इस आइसोटोप के 1 किलो में 2.6 × 10 ^{24 होते हैं।}कण, और प्रति सेकंड 5.8 मिलियन कणों के कण इसमें होते हैं (समय के साथ, यह संख्या, निश्चित रूप से घट जाती है)।

न्यूट्रीनो ऐसे कण हैं जिन्होंने 20 वीं शताब्दी के पहले हिस्से में परमाणु भौतिकविदों के लिए महत्वपूर्ण समस्याएं पैदा कीं, और ऊर्जा के संरक्षण के कानून में विश्वास को हिला दिया, जो इन कणों ने खुद को "दूर" किया। यदि पानी की एक मीटर लंबी परत 47 गुना होकर गामा किरणों की संख्या को कम कर देती है, तो एक न्यूट्रिनो से, पानी की समान परत कणों के लगभग 10 ^-16 % को रोक देगी । पदार्थ के साथ न्यूट्रिनो की खराब बातचीत का कारण यह था कि वे मज़बूती से 1956 में ही अपने अस्तित्व को दर्ज कर सकते थे, और 2013 में अपने द्रव्यमान की उपस्थिति का निर्धारण करने के लिए, जिसके लिए इस वर्ष के खोजकर्ताओं को नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था।

PS सूची पूरी होने का दिखावा नहीं करती है, और इसमें केवल वही होता है जो आपके विनम्र सेवक के साथ होता है)। यदि किसी के पास पूरक करने के लिए विचार हैं, तो मैं लेख को आनंद, गणना और पूरक के साथ सुनूंगा।

Source: https://habr.com/ru/post/hi386719/