Вопросы физикам-ядерщикам

В современной физике хорошо известна дифракция электронов. То есть электрон проявляет не только корпускулярные, но и волновые свойства.

Вопрос — если есть волновые свойства, то можно предположить и электронный доплеровский эффект.

Экспериментальная установка для проверки не сложная — труба с вакуумом, дифракционная решетка в качестве детектора и подвижная электронная пушка. Снимаем дифракционную картинку при покоящейся пушке и движущейся и сравниваем.

Что говорит современная квантовая теория об этом? Будет доплеровский эффект или нет?

Эксперимент можно провести на любой приличной физической кафедре. А открытие электронного доплеровского эффекта это уровень Нобелевской премии.

Что скажут знатоки?

ZAM, спасибо за комментарий.

Но вы не ответили на вопрос. 

Доплеровский эффект это изменение частоты, то есть волновые свойства в явном виде.

Электрон микрочастица (размер нулевой, масса покоя отсутствует), при дифракции говорится о волне де Бройля, а Вы говорите что квантовая теория тут ни при чем.

Мой же вопрос был — какова зависимость изменения дифракционной картинки от скорости мишени, а не от напряжения.

Открытие электронного доплеровского эффекта потянет за собой много чего ещё. Это как гипотеза пока.

Насколько знаю, такой эксперимент не проводился.

А по поводу Нобелевской премии, которая давно стала политической, хотел всего лишь обозначить некоторый механизм оценки высших достижений в физике.

Если не затруднит, поясните почему двигать мишень удобнее чем пушку, мне казалось, что как раз наоборот.

#69658 Stratim :

Доплеровский эффект это изменение частоты, то есть волновые свойства в явном виде.

Нет. Пусть танковый пулемёт ведёт стрельбу по мишени.

Если танк неподвижен, то частота вылета пуль из ствола пулемёта равна частоте попадания пуль в мишень.

Если танк движется к мишени, то частота вылета пуль из ствола пулемёта меньше частоты попадания пуль в мишень.

Если танк движется от мишени, то частота вылета пуль из ствола пулемёта больше частоты попадания пуль в мишень.

Это и есть эффект Доплера.

Электрон микрочастица (размер нулевой, масса покоя отсутствует),

Масса электрона (масса и устаревшее «масса покоя» — это одно и то же, потому что масса от скорости не зависит) равна 9*10^-31 кг = 0.5 МэВ/с².

при дифракции говорится о волне де Бройля, а Вы говорите что квантовая теория тут ни при чем.

Я такого не говорил. Волновые свойства электрона — это квантовая физика, эффект Доплера — это классическая физика.

Мой же вопрос был — какова зависимость изменения дифракционной картинки от скорости мишени, а не от напряжения.

Дифракционная картина зависит от длины волны де Бройля. \(\lambda=\frac{hc}{\sqrt{E^2-m^2c^4}}\), E — энергия электрона. Какая разница, каким образом регулировать энергию электрона, разгоняющим напряжением или скоростью электронной пушки?

Открытие электронного доплеровского эффекта потянет за собой много чего ещё. Это как гипотеза пока.

Это давно известно.

Насколько знаю, такой эксперимент не проводился.

Электрон-позитронные коллайдеры это делают в ежедневном режиме.

А по поводу Нобелевской премии, которая давно стала политической, хотел всего лишь обозначить некоторый механизм оценки высших достижений в физике.

Научные разделы Нобелевской премии не политизированы.

Если не затруднит, поясните почему двигать мишень удобнее чем пушку, мне казалось, что как раз наоборот.

Электронная пушка — довольно сложное устройство, а мишень — простое (диффракционная решётка плюс люминисцентный экран).

#69671 Stratim :

ZAM, Вы повторяете известные сведения из учебников и не отвечаете на вопрос по существу.

Сведения из учебников — это и есть ответ по-существу.

Выше уточнил — речь не о доплеровском эффекте для электрона, а об электронном доплеровском эффекте.

Всё было ясно и без уточнения.

Будет ли зависеть диффракционная картинка от скорости сближения/разбегания электронной пушки и цели? Будет.

Известен акустический доплеровский эффект. А мы знаем, что волны акустические продольные.

Известен электромагнитный доплеровский эффект, в радиолокации скорость целей с его помощью измеряется. Электромагнитные волны поперечные.

При чём тут продольность/поперечность? Доплеровский эффект есть и у пулемёта на танке.

Кстати, вопрос-провокация. А волны де Бройля продольные или поперечные?

Теперь ставится вопрос об электронном доплеровском эффекте. Изменение расстояния между электронной пушкой и мишенью. Изменения дифракционной картинки от скорости. Мне такой эксперимент не известен, если подскажете кто и когда проводил, буду признателен.

Я же вам написал про электрон-позитронный коллайдер. Электроны (снаряд) и позитроны (мишень) встречаются на разных скоростях (энергиях). Расчёт результатов столкновения основан на величине волны де Бройля. Результаты экспериментов подтверждают теоретические расчёты.

Пример со снарядами танка здесь не уместен, речь идёт об волновых свойствах электрона, а не корпускулярных.

Эффект Доплера не про волновые и корпускулярные свойства.

Небольшое дополнение для тех, кто заинтересовался предлагаемым экспериментом. Для начала можно было бы провести измерения стационарные по всей длине пробега движущейся части экспериментальной установки. Здесь также могут быть интересные открытия. В любом случае для калибровки прибора это полезно.

Вы считаете, что эффект Доплера зависит от расстояния между пушкой и мишенью?

ZAM, Вам стоит освежить сведения из учебников — у электрона нет массы покоя, причем совсем, как и размера.

Давайте освежать вместе.

Размер электрона: ноль. Масса электрона: 9*10^-31 кг = 0.5 МэВ/с² . Источник: Физическая энциклопедия:  https://rus-physical-enc.slovaronline.com/5175-ЭЛЕКТРОН  https://rus-physical-enc.slovaronline.com/5175-ЭЛЕКТРОН .

Про размер электрона там написано вот что:

Один из важных выводов, вытекающий из проверок КЭД, связан с размерами электрона. КЭД предполагает электрон точечным. Ни в одном эффекте расхождения с этим допущением обнаружено не было. Физически это означает, что размеры электрона меньше 10 ^-16 см.

(КЭД — это квантовая электродинамика).

А у вас какие источники?

И зачем вы используете это странное выражение — «масса покоя»?

Собственно предлагаемый эксперимент это уровень дипломной работы в приличном физическом ВУЗе. Молодёж, дерзайте.

Собственно, толковая молодёжь в ваших советах не нуждается. Она ориентируется на советы более-менее образованных руководителей.

#69676 Stratim :

Хотелось бы увидеть зависимость дифракционной картинки при дифракции электронов для случая, когда электронная пушка движется относительно дифракционной решетки.  В формулу зависимости должна войти скорость пушки, а не электронов из неё вылетающих.

Угол первого интерференционного максимума: \( \varphi = arcsin\frac{\lambda }{d}\) ( \(\lambda \)  — длина волны, \(d\)  — период решётки).

Длина волны де Бройля на мишени: \(\lambda =\frac{\lambda _0}{1+\frac{v}{c}} \) (\(\lambda_0 = \frac{h}{mc} \)  — длина волны де Бройля в системе отсчёта пушки, \(c\)  — скорость вылета электронов из пушки, \(v\)  — скорость сближения мишени с пушкой).

Итого:  \( \varphi = arcsin\frac{ h }{dm\left ( c+v \right )}\) .

Без скорости элекронов не обойтись, потому что именно она (точнее импульс электрона) определяет длину волны де Бройля.

Если удастся обнаружить электронный доплеровский эффект, то это новое в физике.

Ничего нового.

Я вообще-то радиофизик по образованию.

И вы пишете, что у электрона отсутствует масса? Удивительно!

У физики, как и у любой науки, есть передний край. Поставленный вопрос именно оттуда.

Это почти программа средней школы.

ZAM, просьба по возможности ответить.

Дифракция электронов отличается для релятивистских и низкоскоростных?

А формулу, что Вы привели выше не имеет никакого смысла, так как скрость пушки льносительно мишени на порядки меньше скрости света, так что слагаемое в формуле всегда равно нулю. То есть классифческий релятивистский разводняк получается.

#69680 Stratim :

Если не затруднит, можно ссылку на первоисточник формулы со скоростью пушки. Или Вы её сами сочинили?

Вы вот про эту формулу \(\lambda =\frac{\lambda _0}{1+\frac{v}{c}}\) ? https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Доплера https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Доплера .

Там написано: \(\omega =\omega _0\left( 1+\frac{v}{c} \right)\)  .  Частота болны де бРойля обратно пропорционмльна длине волны де Бройля. Отсюда  \(\lambda =\frac{\lambda _0}{1+\frac{v}{c}}\) .

Вопрос остается — ставил ли кто-то опыт с движение пушки относительно мишени… или тут только теоретические размышления. Интересуют именно опытные данные. Кто проводил эксперимент, на какой установке и какие получил результаты.

Вряд-ли кто проводил. По двум причинам:

1) никакого нового знания такой эксперимент не даёт;

2) для получения измеримого результата нужны очень большие скорости сближения/разбегания пушки и мишени.

Впрочем, попробуйте поискать ссылки.

Есть картинка дифракционная с кругами на экране, радиус которых в метрах и есть скорость движения пушки относительно мишени в метрах в секунду. И какая будет зависимость? .

\(\varphi = arcsin\frac{ h }{dm\left ( c+v \right )}\)  (m — масса электрона).

То есть эксперимент должен быть чистым… без фантазий на тему де Бройля, так как они уже интерпретация опытных данных.

Фантазии (то есть гипотеза) де Бройля давным давно подтверждены тысячами экспериментов. И это не интерпретация экспериментальных данных. На момент публикации работы де Бройля никаких экспериментальных данных на этот счёт не было. Это типичное открытие «на кончике пера».

Я вплотную занялся атомно-ядерной физикой лишь год назад, так что могу чего-то и не знать, можно и спросить у знатоков что-то, собственно за этим сюда к вам и забрался.

При чём тут атомно-ядерная физика? Вы же радиофизик. А там антенны, передающие и приёмные. А там главное действующее лицо — электрон. И вы пишете, что электрон безмассовая частица...

Один из американцев, из бывших советских явно, познакомившись с моей статьей, и посоветовал ваш форум. Многие комментарии Админа мне понравились.

А можно ссылку на комментарии Админа, которые вам понравились?

Кстати, по названию вашего сайта  ВСЯ ФИЗИКА — есть у меня в одной из работ классификация ВСЕЙ ФИЗИКИ, если интересно, посмотрите, мне ваше мнение также будет интересно.

Только год назад занялись атомно ядерной физикой и уже классификация всей физики? Интересно… Приве6дите ссылку на работу.

По поводу массы покоя электрона. Известна в физике масса электрона, она и считается в учебниках в том числе и массой покоя. Но вот оказия, электрон в состоянии покоя никто не наблюдал, в банку электронов нельзя насывать, а в проводах не электроны движутся, а заряды. Если бы двигались элетроны, то был бы перенос массы, чего не наблюдается.

То есть моё высказывание про электрон по существу, а не по правилам принятым в современных учебниках. Но замечание принимается, если что-то используется в ином смысле, это нужно это обговаривать особо.

#69713 Stratim :

ZAM, если Вы работаете где-то в ВУЗе на физической кафедре, давайте проведём эксперимент по обнаружению электронного доплеровского эффекта. Хотя бы просто его наличие нужно обнаружить. Теоретическое обоснование уже потом.

Я не работаю в ВУЗе, я работаю в НИИ. К тому же, я не физик, а инженер-электромеханик, по совместительству программист. И мы занимаемся делом, нам некогда заниматься предлагаемой вами чушью.

#69730 Stratim :

По поводу массы покоя электрона.

Зачем вы используете давно устаревший термин «масса покоя»? Масса движущегося электрона и масса покоящегося электорона одна и та же. масса от скорости на зависит.

Известна в физике масса электрона, она и считается в учебниках в том числе и массой покоя.

Масса электрона измерена экспериментально, как её рассчитать, пока неизвестно. В учебниках рассказывается о результатах этих экспериментов.

Но вот оказия, электрон в состоянии покоя никто не наблюдал, в банку электронов нельзя насывать,

В лейденскую банку — можно.

а в проводах не электроны движутся, а заряды.

А что такое электрический заряд? Я вам помогу с ответом. Электрический заряд — это способность создавать электростатическое поле, а так же количественная характеристика этой способности (на языке квантовой физики — способность излучать и поглощать виртуальные фотоны).

Так вот. Способность не может двигаться. Двигаться может объект, обладающий этой спостбностью. Например, электрон.

Если бы двигались элетроны, то был бы перенос массы, чего не наблюдается.

Если электроны двигаются по замкнутому контуру, то изменения массыв не наблюдается, потому что на место ушедшего электрона приходит другой (как в эскалаторе метро, на место ушедшей ступеньки  приходит новая). Но рассмотрите зарядку конденсатора. С положительной пластины электроны перебегают на отрицательно заряженную. Отрицательно заряженная пластина становится массивнее положительно заряженной.

Да и вспомните про эксперименты Стьюарда, Толмена, Мандельштама, Папалекси:   https://en.wikipedia.org/wiki/Stewart%E2%80%93Tolman_effect https://en.wikipedia.org/wiki/Stewart%E2%80%93Tolman_effect .

То есть моё высказывание про электрон по существу, а не по правилам принятым в современных учебниках.

Вы же не знаете учебников, так откуда же вам знать про существо? Учебники — (физики, химии, биологии) — это про существо (то, что на самом деле). А не способные понять того, что написаано в учебниках, считают, что именно они знают про «существо» (то есть, непосредственно воспринимают божественное откровение).

Вы же ни одной задачки из учебников решить не способны. Не так ли?

Но замечание принимается, если что-то используется в ином смысле, это нужно это обговаривать особо.

Физические термины нельзя использовать «в ином смысле». Они имеют чёткое определение. Если вы его не знаете, то «ignorantia non est argumentum».

Оставим вопрос электронного доплеровского эффекта. Тут надо ставить эксперимент.

Перейдем к другому вопросу.

Школьникам и студентам рассказывают про волновую механику от де Бройля, про то что на орбите электрона должно укладываться целое число длин волн… Знать бы ещё где этот электрон летает. Но допустим.

Берем сосуд с водородом и начинаем возбуждать атомы. Электроны там вроде должны перейти на более высоки уровни… то есть радиус атомов водорода вроде бы должен вырасти. Значит и давление должно вырасти в сосуде именно из-за радиуса, а не скорости атомов. Измеряз ли кто-то это, то есть изменение радиуса атома или в теории это все как бы понарошку. Просьба, если кто знает о таком опыте, поделиться информацией.