检出爱因斯坦和量子
能量量子和经典物理学的概念都有共同之处。能量守恒仍然适用于量子物理在经典物理学一样。数学的区别是用来计算能量和工作。在量子物理学是概率——能量的东西已经是一个概率而不是一个准确的数字。它可以归结为波函数的概念超出了这个资源水平。对于高级学生10 +年他们可能感兴趣Parth G的考试的量子能量下面的视频。
对于这个资源,波函数很重要,但只有在上下文中,在量子层面,粒子有波动性,我们检查的电子和波函数和质量发生了什么当我们改变电子的能量。这就是E = mc2和另一个不起眼的方程。
光存在波和粒子(或一个小量化数据包的能量称为光子)。光的能量中所描述的,不起眼的公式E =高频肯定一起著名的E = mc2支撑我们理解所有形式的能源和宇宙是如何工作的。
E =高频
E =能量
h是普朗克常数(= 6.6×10-34年)
f是光的频率。
类似于水波,光波有动量(运动)在一个特定的方向,但它是向前传播的能量而不是物理的东西。光的能量可以改变材料的性质。事实上,舰队利用这种能力将材料导电和绝缘状态,他们希望将有用的东西来帮助开发下一代的低能电子产品。光子的能量(即光表现为粒子)还负责电能的太阳能电池板的生产。
找到更多关于光在我们舰队学校单位光。
在活动10,学生们可以做一个实践活动,展示了最近的实验结果显示第一次能量如何影响一个原子的质量。更精确的实验影响我们如何衡量能量的影响,可以帮助解开暗物质等大宇宙的奥秘。
内容和支持材料活动10,量子能量:质量、能源和振荡的统治者,是改编自一个单元由爱因斯坦首先提出,Shachar Boublil和大卫·布莱尔2023年理论物理。建造。015003年58。
E = mc2表明能量和质量之间的比例关系。即使在量子尺度,这是明显的现象最近证明了马克斯普朗克研究所的研究人员(德国)表明,光子,即使认为质量可以,当一个原子吸收,原子添加质量。原子会失去质量当光子后发出(Schussler R X等2020)。
实验活动10教室是一个版本的实验,马克斯普朗克研究人员进行了确定。在实际实验中,研究人员使用光(光子)的一个特定的能量(由E =高频)和探测到原子振动频率的变化时吸收或发射光子。这种变化的频率是一个示范的E = mc2因为它表明,能源(在这个例子中,一个光子的能量)会影响质量(在这种情况下,一个原子的质量)。这是一个数百万美元的实验使用高度敏感设备。我们将使用塑料统治者和一个小重量证明能量如何影响质量。
他们是怎么做到的:简而言之,研究者不得不将原子冷却到一个极其寒冷的温度和陷阱在磁场和电场阻止他们振动的地方,互相碰撞,因此发出一大堆不同的频率。冷却并被困,原子大多依然散发着一个可测量的频率。然后研究人员测量的频率原子吸收一个光子后又一次发射光子。原子的频率较低时吸收光子并增加时发出。原子的体重增加导致频率成为低,这是马克斯·普朗克研究人员测量。Shachar Boublil和大卫·布莱尔(2023)给一个伟大的描述方法的研究人员所使用的马克斯·普朗克研究证明这一现象。
这一切是什么意思?或者,什么!
除了第一个研究人员成功地测量微小变化时,原子吸收一个光子的质量(如预测的爱因斯坦,但直到现在才证明),这项研究也打开门增加原子钟的精度的新方法。我们为什么需要这样做?因为更大的准确性如何测量时间将使我们更准确地测量时所发生的能源系统的变化影响。建筑最精确的计时员想象可以帮助解开暗物质探测等大宇宙的奥秘和构建下一代的量子技术的关键。
爱因斯坦第一次项目项目由西澳大利亚大学的研究人员与重力中心,发现Ozgrav LIGO科学合作。这个项目是爱因斯坦的物理教育研究的一部分(ep),包括研究团队从挪威、中国、韩国、意大利、德国、英国和美国。项目教导学生的现代物理学的基本概念和工作改善干细胞参与教室。他们有一些很酷的资源为教师和学生,我鼓励你去检查。
引用
Shachar Boublil和大卫·布莱尔(2022)模型实验和教学类比爱因斯坦的能量,物理教育,58(1)DOI10.1088 / 1361 - 6552 / ac96c0
Schussler R X et al 2020检测亚稳电子态的潘宁阱质谱分析自然581年42-46