Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям

Нажмите для полного просмотра!

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №2

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №3

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №4

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №5

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №6

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №7

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №8

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №9

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №10

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №11

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №12

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №13

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №14

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №15

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №16

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №17

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №18

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №19

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №20

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №21

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №22

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №23

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №24

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №25

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №26

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №27

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №28

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №29

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №30

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №31

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям, слайд №32

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям. Доклад-сообщение содержит 32 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Как осмыслить то, чего нельзя увидеть. От сил к фундаментальным взаимодействиям. Ковтун Андрей. МФТИ (ГУ)

Слайд 2

Описание слайда:

Что такое физика? Взаимодействие

Слайд 3

Описание слайда:

Взаимодействие на бытовом уровне Сила — физическая величина, являющаяся мерой воздействия на данное тело со стороны других тел. (Педивикия)

Слайд 4

Описание слайда:

Как мы воспринимаем силы Эксперимент Единицы измерения Сравнение

Слайд 5

Описание слайда:

Механика - II Закон Ньютона

Слайд 6

Описание слайда:

Как быть? Сил много Могут ли быть связаны Где искать связи, если да

Слайд 7

Описание слайда:

Скорая помощь Физика

Слайд 8

Описание слайда:

Атомизм, электричество и магнетизм Вещество состоит из атомов и молекул Электромагнитные силы (Закон Кулона) Потенциальное взаимодействие – энергия взаимодействия (потенциальная энергия) зависит только от расстояния между взаимодействующими телами.

Слайд 9

Описание слайда:

Математика Энергия = Кинетическая + Потенциальная Так для большинства известных сил (но не для всех) Потенциальная энергия однозначно соответствует силе

Слайд 10

Описание слайда:

Принцип наименьшего действия Лагранжев формализм II Закон Ньютона Принцип наименьшего действия Для каждой консервативной системы можно написать действие действие нерелятивистской частицы с потенциальной энергией U, - действие свободной релятивистской частицы

Слайд 11

Описание слайда:

Проблема Лагранжев и Гамильтонов формализмы не описывают системы с диссипацией энергии Если стартовать не с законов Ньютона, а с принципа наименьшего, то не понятно, откуда брать силы Какой смысл в принципе наименьшего действия как формулировке механики

Слайд 12

Описание слайда:

Электродинамика Уравнения Максвелла – математическое обобщение эмпирических данных об электромагнетизме. Можно придумать такой же функционал (Действие S), варьированием которого получаться уравнения Максвелла. Можно написать действие, которое содержит как динамику частицы, так и электромагнитного поля, а также учитывает их взаимное влияние

Слайд 13

Описание слайда:

Остаются вопросы Две разные теории имеют одинаковое математическое выражение Как быть с трением? Как понять какой вид имеет взаимодействие? Частицы материи взаимодействуют с полем, но при этом остается ощущение, что они по разные стороны баррикад Электрические и магнитные силы возникают между частицами, потому что они взаимодействуют с ЭМП, но при этом все ещё непонятно, что это и как себе их представить

Слайд 14

Описание слайда:

Ответы Трения нет Квантовая теория поля (КТП) Теория групп

Слайд 15

Описание слайда:

КТП Материя состоит из полей

Слайд 16

Описание слайда:

Поле Функция или совокупность числовых функций от координат пространства и времени Существует сразу во всем пространстве Каждая конкретная физическая конфигурация поля – решение, которое является экстремумом действия этого поля Бесконечная совокупность пружинок, колеблющихся со всеми возможными частотами

Слайд 17

Описание слайда:

Частицы Квантовое поле – когда пружинки квантовые (они колеблются всегда) Когда одна из пружинок переходит в возбужденное состояние рождается частица Квантовые поля не функции, а операторы, которые отвечают за рождение и уничтожение частиц

Слайд 18

Описание слайда:

Квантовая механика полей Каждое поле описывается каким-то действием Поля бывают свободные и взаимодействующие Чтобы рождать и уничтожать частицы надо взаимодействовать

Слайд 19

Описание слайда:

Взаимодействие полей Математически это члены в функции Лагранжа, которые содержат произведения функций или операторов поля друг на друга Уравнения перемешиваются Составляют одну систему. Совместное решение, которой даёт реальную физическую полевую конфигурацию

Слайд 20

Описание слайда:

Вопросы Как понять какого вида должно быть это взаимодействие? Как его себе представить?

Слайд 21

Описание слайда:

Как представить Квантовая механика дает амплитуды событий Эксперимент смотрит сечения рассеяния Сечение рассеяния пропорционально вероятности Амплитуда процесса пропорциональная корреляционной функции

Слайд 22

Описание слайда:

Корреляционная функция Свободные поля - Взаимодействующие поля -

Слайд 23

Описание слайда:

Поля Поля материи Поля переносчики взаимодействия – частицы, которые отвечают за силы

Слайд 24

Описание слайда:

Как понять какой должна быть вершина взаимодействия (Рассмотрим на примере КЭД) КЭД – квантовая электродинамика. КЭД описывает совместную жизнь частиц со спином ½ совместно с электромагнитным полем (Электрон описывается уравнением Дирака, а ЭМП уравнениями Максвелла) Сам собой просится пример, конечно, с электронами и позитронами

Слайд 25

Описание слайда:

Так как все-таки они взаимодействуют Симметрия!!! Есть поле Берем групповое преобразование Применяем Получаем При этом действие этого поля и его уравнения не изменяют своего вида.

Слайд 26

Описание слайда:

Поле электрона U(1) – первоначальная симметрия уравнения Дирака U(1) то же самое, что поворот плоскости Симметрия была глобальная

Слайд 27

Описание слайда:

Электромагнитное поле Если к электромагнитному полю добавить производную от любой скалярной функции ничего не поменяется ЭМП имеет четыре компоненты - Берем произвольную функцию Прибавляем скорость изменения этой функции, к ЭМП, т.е. ,

Слайд 28

Описание слайда:

А что если Симметрия калибровочная Уравнения движения меняются Мы не хотим, чтобы менялись Надо добавить поле, которое будет преобразовываться так, чтобы компенсировать это изменение, при этом сделать это минимальными усилиями Это и будет электромагнитное поле

Слайд 29

Описание слайда:

Выводы Можно подбирать поля, которые по умолчанию обладают глобальными симметриями и делать из этих симметрий калибровочные Поля, которые нужно добавить, чтобы расширить глобальные симметрии до калибровочных как раз и являются переносчиками взаимодействий Взаимодействие частиц – обмен калибровочными бозонами

Слайд 30

Описание слайда:

Взаимодействия Электромагнитное – фотон (). Почти все лептоны, все кварки, и некоторые другие переносчики взаимодействия Сильное – глюоны (). Все кварки Слабое – массивные векторные бозоны (). Все лептоны