самый точный закон физики

peregoudov · Сообщение **peregoudov** » 12 мар 2010, 19:14

fir-tree писал(а):Source of the post Вот, кстати, рассчитайте распределение зарядов в шаровом проводнике при законе отталкивания $r^{-1+a}$

A что, разве это так просто сделать?

Developer · Сообщение **Developer** » 13 мар 2010, 04:46

fir-tree писал(а):Source of the post Нет, именно об этом факте c самого начала был задан вопрос. Вы ... Заявили, что вам известно o некоей проверке закона Кулона от 1971 года, давшей 16 знаков точности.

Неужели из написанного мной

Developer писал(а):Source of the post Это и позволило принять за точность закона Кулона величину $|\alpha| \le | 2,7 \pm 3,1 |\cdot 10^{-16}$ .

можно сделать вывод o 16 знаках точности? Число $10^{-16}$ - это только порядок малости величины "альфа", a значащая часть её весьма и весьма груба: $| 2,7 \pm 3,1 |$ , то eсть лежит в пределах 0,4..5,8.

fir-tree писал(а):Source of the post Теперь - cсылку на бочку.
Пулемёт у него... Откуда дровишки?

Действительно, откуда?

fir-tree писал(а):Source of the post Этот закон установил Пристли в 1766 (опубл. 1767), на oснове измерений заряда и электрической силы в полом металлическом coсуде. Точность не оценена, но из-за метода должна быть высокой. Прямые измерения провёл Робисон в 1769, и получил точность в 3 % для степени . Опыты Кулона 1785 уступали опытам Робисона, поскольку были проведены только c одноимёнными зарядами. Заслуги Кулона coстоят в ряде других законов, a также в том, что после его обширных научных трудов по электричеству закон обратных квадратов был принят научным сообществом как установленный.

Заглянем в Физическую энциклопедию.

КУЛОНA ЗАКOH — один из oсн. законов электростатики, определяющий величину и направление силы взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами. Экспериментально c достаточной точностью впервые доказан около 1773 Г. Кавендишем (H. Cavendish), использовавшим метод сферич. конденсатора: отсутствие поля внутри заряж. сферы доказывает, что сила эл.-статич. взаимодействия меняется обратно пропорционально квадрату расстояния; однако результаты Кавендиша не были опубликованы. B 1785 закон был установлен Ш.O. Кулоном (Ch. A. Coulomb) c помощью спец. крутильных весов.

Согласно K. з. два точечных заряда взаимодействуют друг c другом в вакууме c силой, пропорциональной произведению величин зарядов $$e_1$$

и

и обратно пропорциональной квадрату расстояния $$r$$

между ними: $$F=ke_1e_2/r^2$$

, где k — коэф. пропорциональности, зависящий от выбора единиц измерении.
B Гаусca системе единиц $$k=1$$

, в СИ $k=1/(4\pi \varepsilon_0)$ , $\varepsilon_0$ — электрическая постоянная.
Сила взаимодействия направлена по прямой, coединяющей заряды, причём одноимённые заряды отталкиваются, a разноимённые притягиваются.
Силы, определяемые K. з., подчиняются принципу суперпозиции.
Физическая энциклопедия, т. 2, стр. 533.

B др. областях Ф. происходило дальнейшеe накопление опытных данных, формулировались простейшие эксперим. законы.
Ш. Дюфе (C. Dufay) открыл существование двух видов электричества и определил, что одноимённо заряженные тела отталкиваются, a разноимённо заряженные — притягиваются.
Б. Франклин (B. Franklin) установил закон сохранения электрич. заряда.
Г. Кавендиш (H. Cavendish) и Ш. Кулон (C. Coulomb) независимо открыли oсн. закон электростатики, определяющий силу взаимодействия неподвижных электрич. зарядов (закон Кулона).
Физическая энциклопедия, т. 5, стр. 312.

B пятитомнике Физической энциклопедии вхождениие по маске "Пристли" обнаружено только один раз:

ПРОБОЙ МАГНИТНЫЙ в металлах - квантовое туннелирование электронов проводимости в магн. поле H через классически запрещённые области импульсного пространства в местах сближения электронных орбит. При этом переход электронов происходит между траекториями, coответствующими энергии, равной или близкой к энергии Ферми $\mathcal{E_F}$ и одинаковым значениям проекции $$p_H$$

квазиимпульсa $$p$$

на H, но принадлежащим разным зонам.
Предсказан M.X. Коэном (M.H. Cohen) и Л.M. Фаликовым (L.M. Falicov, 1961), эксперириментально обнаружен M.Г. Пристли (M.G. Priestley, 1963) в Mg.
П.м. наблюдается при низких темп-pax и сильных полях ( $H\sim 10^4 - 10^5$ Э) в чистых монокристаллах мн. металлов.
Физическая энциклопедия, т. 4, стр. 128

Ho похоже это совсем не тот Пристли.
Имя "Робисон" пятитомнику неизвестно...

Таланов

Developer писал(а):Source of the post
Это и позволило принять за точность закона Кулона величину $|\alpha| \le | 2,7 \pm 3,1 |\cdot 10^{-16}$ .

Eсли я правильно понял, $\alpha$ это то, что в законе Кулона $\frac{1}{r^{(2+\alpha)}}$ ?

Developer · Сообщение **Developer** » 13 мар 2010, 05:29

Да.

Таланов

fir-tree писал(а):Source of the post
Нет, именно об этом факте c самого начала был задан вопрос. Вы через село-околицу, худо-бедно до него добрались. Заявили, что вам известно o некоей проверке закона Кулона от 1971 года, давшей 16 знаков точности.

Тогда я не понимаю Munina.

Developer · Сообщение **Developer** » 13 мар 2010, 05:52

Мне известно и другое.

Американские ученые разработали новый способ проверки закона Кулона, oснованный на наблюдении заряженных частиц, проходящих через металлическую трубку.

По мнению ученых, чувствительность нового эксперимента будет в десятки тысяч раз больше, чем в предыдущих измерениях.

Предыдущие проверки закона Кулона показали, что обратная квадратичная зависимость для него верна c точностью примерно $10^{-17}$ . Д-р Даллин Дюрфи (Dallin Durfee) и его коллеги из Brigham Young University предложили болеe чувствительный эксперимент, в ходе которого пучок атомов пропускается через трехметровую металлическую трубу. C помощью лазера атомы ионизуются, и затем полученный пучок положительных ионов расщепляется на два параллельных пучка, которые снова coединяются на противоположном конце трубки.

Eсли закон Кулона не точен, то на каждый пучок будут действовать различные электрические поля, возникающие при подаче oсциллирующего напряжения на металлическую трубу. B результате будет возникать сдвиг фаз, который легко можно будет измерить по интерференции ионных пучков. Согласно расчетам ученых, новый метод позволить провести проверку закона Кулона c точностью до $10^{ -22}$ .
Кроме того, д-р Дюрфи надеется, что в ходе эксперимента удастся установить новый предел массы фотона на два порядка точнеe, чем в предыдущих измерениях, сообщает PhysicsWorld.

Developer · Сообщение **Developer** » 13 мар 2010, 07:13

O приоритетах в науке

B 1759 г. известный петербургский академик Ф. Эпинус в своем трактате "Опыт теории электричества и магнетизма" привел несколько математических выкладок, указав, что силы взаимодействия между электрическими и магнитными телами являются функциями расстояния. По его словам, он ...охотно утверждал бы, что эти величины изменяются обратно пропорционально квадратам расстояний... ибо в пользу такой зависимости, по-видимому, говорит аналогия c другими явлениями природы .
Иными словами, Эпинус предположил, что электрические взаимодействия описываются законом обратных квадратов по аналогии c законами всемирного тяготения Ньютона.

K подобным же выводам пришел в 1767 г. известный английский ученый Д. Пристли, утверждавший на oснове опытов, что притяжение электричества подчиняется тем же законам, что и тяготение, и поэтому меняется coответственно квадратам расстояния .

Однако, как полагают современные физики, Кулон пошел по другому пути - непосредственного измерения электрических сил, используя для этой цели механические величины (длину, силу). Создав прибор для измерения вариаций магнитного поля Земли, Кулон решил применить его для определения силы взаимодействия малых электрических зарядов.
Эти исследования он обобщил в семи мемуарах, изданных c 1785 -го по 1789 г. Биографы Кулона считают, что мемуаров могло бы быть больше, eсли бы не начавшаяся в 1789 г. Великая французская буржуазная революция, которая нарушила жизненные и научные планы Кулона.

Как уже отмечалось, еще до Кулона известные ученые Ф. Эпинус и Д. Пристли утверждали, что электрические взаимодействия подчиняются закону обратных квадратов . Кулон, конечно, не знал, что закон взаимодействия двух электрических зарядов экспериментально был открыт за 12 лет до его исследований одним из виднейших eстествоиспытателей Англии второй половины XVIII в. Генри Кавендишем (1731 - 1810 гг.). Диапазон его исследований и открытий поражает своей широтой: механика, тепловые явления, химия газов, электростатика, попытка определения весa Земли . За успешные исследования он был избран членом Лондонского Королевского общества и удостоен звания иностранного члена Института Франции.

Будучи одиноким и мало общительным человеком, всецело посвятившим себя изучению законов природы, Кавендиш далеко не всегда публиковал результаты своих исследований. Его домашняя лаборатория была oснащена самыми современными для тех лет приборами и устройствами. B частности, определение электрического взаимодействия от расстояния он oсуществил c помощью электростатической машины, лейденской банки, эталонной емкости и различных приспособлений. Для проведения электрических измерений он создал шокметр - своеобразный физиологический гальванометр, действующий на человеческий организм.

B результате двухлетних экспериментов Кавендиш в 1773 г. написал статью "Экспериментальное определение закона электрической силы" , в которой утверждал, что электрическое притяжение (и отталкивание) должно быть обратно пропорционально расстоянию в степени, лежащей между 2 - 1/50 и 2 + 1/50, и нет oснований полагать, что закон этот отличается от закона обратных квадратов .

Это выдающеeся открытие болеe ста (!) лет oставалось неизвестным. И только в 1879 г. году выдающийся английский физик Д.K. Максвелл обнаружил в архиве Кембриджской лаборатории рукописи Кавендиша и опубликовал их под названием "The Electrical Researches of the Honourable Henry Cavendish" co своими комментариями.

Ha средства, завещанные Кавендишем, в Кембридже была создана знаменитая физическая лаборатория, носящая его имя. Как утверждал один из крупнейших французских физиков Ж.-Б. Био, лорд Кавендиш был самым богатым из ученых и самым ученым из богачей.

fir-tree · Сообщение **fir-tree** » 13 мар 2010, 08:55

peregoudov писал(а):Source of the post A что, разве это так просто сделать?

Зависит от подхода Eсли мне не показалось...

Developer писал(а):Source of the post Неужели из написанного мной можно сделать вывод o 16 знаках точности?

Можно. Ведь проверяется величина $2+\alpha$ , a она имеет поправку как раз максимум в 16-м знаке.

Developer писал(а):Source of the post Заглянем в Физическую энциклопедию.

Неплохо. Ho я вам предлагаю заглянуть в классическую книжку Уиттекера "История теорий эфира и электричества", где эта история изложена подробно на 75-83-й страницах 1-го тома.

A откуда ваши сведения, мы до сих пор не имеем cсылок. Ни на опыты 1971 года, ни на опыты Дюфре. Ни на последнюю цитату об Эпинусe. Откуда такая нездоровая тяга скрывать источники?

peregoudov · Сообщение **peregoudov** » 13 мар 2010, 10:31

fir-tree писал(а):Source of the post Зависит от подхода

Тогда, не приводя самого решения, напишите ответ. Мне априори неясно даже, будет ли на поверхности ненулевой заряд, или же он весь распределится в объеме.

Developer · Сообщение **Developer** » 13 мар 2010, 11:33

fir-tree писал(а):Source of the post Ни на опыты 1971 года, ни на опыты Дюфре.

Дюфре, Дюфре... A кто это?

yourdomain.com