Свежий взгляд на кое-какие представления о физических явлениях и процессах.
ФИЗИЧЕСКИЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ (ОПЫТЫ)
В качестве эпиграфа для этой главы следует использовать одно из утверждений лауреата Нобелевской премии по физике за 1964 год, академика АН СССР и РАН А.М. Прохорова (статья «ФИЗИКА» в Физической энциклопедии, 1988 г.):
В своей основе физика – это экспериментальная наука, её законы базируются на фактах, установленных опытным путём.
Любые знания становятся научными только после прохождения всех этапов научного метода познания. Любая ГИПОТЕЗА должна быть многократно подтверждена экспериментально – и только после этого ГИПОТЕЗА становится ТЕОРИЕЙ. Знания должны быть такими, чтобы любой желающий мог убедиться в их справедливости (И ЭТО ОЧЕНЬ ВАЖНО – ЛЮБОЙ ЖЕЛАЮЩИЙ !) Важную роль в этом играет эксперимент.
Физический эксперимент (опыт) – это метод познания, при котором физическое явление воспроизводится и изучается в специально созданных условиях. Эксперимент проводится с определенной целью, обычно с использованием специальных приборов.
Проблема в том, что важно не просто хорошенько продумать и качественно провести какой-либо эксперимент, но и правильно оценить полученные в ходе этого эксперимента результаты.
Кроме того, я бы хотел обратить внимание читателей на тот факт, что очень важную роль в познании физических законов играет наблюдение за самыми обыденными (как кажется многим) процессами и явлениями и правильная трактовка этих процессов и явлений.
Так, современные школьные учебники по физике, следуя представлениям безмозглых физико-математических докторов наук и невежественных академиков, утверждают, что лед, снег, вода и водяной пар состоят из совершенно одинаковых молекул H2O, разве что в твердом состоянии (лед и снег) эти молекулы каким-то хитрым способом соединены между собой. А разница между водой и паром заключается лишь в том, что эти молекулы движутся с разными скоростями, что и определяет их температуру.
А температура определяется лишь тем, с какой силой (на какой скорости) эти самые молекулы лупят своими степенями свободы по лысинам этих самых безмозглых физико-математических докторов наук и невежественных академиков. На сегодняшний день это официально принятая физическая «теория», в основе которой лежат фантазии и математические выкрунтасы Джеймса Клерка Максвелла (1831-1879, умер от рака) и Людвига Эдуарда Больцмана (1844-1906, покончил с собой, повесившись на оконном шнуре в гостиничном номере гостиницы «Ples») Справедливости ради следует отметить, что в основе этой «теории» лежат «Размышления о причине тепла и стужи» (1744) Михаила Васильевича Ломоносова (1711-1765, кстати существует вполне обоснованное предположение, что Михайло Васильевич на самом деле Михайло Петрович, внебрачный сын Петра Первого – ведь не просто так крестьянский сынуля, пускай и зажиточного крестьянина и его первой жены вдруг обул лапти и отправился в Москву в Славяно-греко-латинскую академию, а затем и в Киев в Киево-Могилянскую академию, после чего был отобран в Академию наук и художеств в Санкт-Петербурге)
Но вот простое наблюдение. Водяной пар, как и все прочие газы, стремится занять весь предоставленный ему объём. Это говорит о том, что молекулы H2O, находясь в газообразном состоянии, отталкиваются друг от друга. А в состоянии воды, то есть в состоянии жидкости, как и все прочие жидкости, в т.ч. и ртуть, эти же самые молекулы стремятся собраться в капли, то есть наблюдается совершенно противоположный эффект – молекулы притягиваются друг к другу.
И Вы утверждаете, что газообразные и жидкие молекулы воды, имея совершенно одинаковый химический состав, два атома водорода и один атом кислорода, имеют и совершенно одинаковую структуру? Меня, как одного из «любых желающих», которые хотят убедиться в справедливости «теории» из современных школьных учебников физики, такие объяснения совершенно не устраивают.
Чуть позже я предоставлю своё видение, свою гипотезу этих явлений. Но при этом я с большим удовольствием прочитаю и объяснения этим обыденным явлениям других «любых желающих», если у них имеются такие объяснения. Мой адрес d-pi@yandex.ru. Могу добавить, что моя гипотеза построена на простых фактах:
1. Что атомы состоят из атомных ядер, содержащих протоны (с положительным электрическим зарядом) и нейтроны (нейтральные) и электронов (с отрицательным электрическим зарядом)
2. Что одноимённые электрические заряды отталкиваются, а разноимённые – притягиваются.
3. И, что самое главное, моё объяснение не требует существования неких «сильных и слабых» или каких других фантазийных взаимодействий, нафантазированных безмозглыми и невежественными физико-теоретиками.
Примеры физических опытов.
1. Так называемый «Опыт Торричелли»:
В 1643 году ученики Галилео Галилея (1564-1642, кстати, именно он считается основателем экспериментальной физики) Эванджелиста Торричелли (1608-1647, похоже, надышался ртутных паров) и Винченцо Вивиани (1622-1703) провели следующий опыт: Торричелли погружал закрытую с одного конца стеклянную трубку в сосуд с ртутью и поднимал из неё закрытый конец, оставляя открытый конец погружённым в металл. Вес ртути тянул столб жидкости вниз, оставляя частичный вакуум на приподнятом конце трубки. Это подтвердило его веру в то, что воздух (газ) имеет массу, создавая давление на окружающие предметы. В 1644 году, хорошенько обдумав результаты своего опыта, Торричелли написал вывод: «Мы живём на дне воздушного океана, и опыты с несомненностью доказывают, что воздух имеет вес».
Опыт Торричелли многократно повторялся, послужил основой создания первого (ртутного) барометра и существования пустоты, хотя в те годы среди учёных в ходу было утверждение, что «природа боится пустоты», Horror vacui, Ужас пустоты – авторство приписывается Аристотелю (принято считать, 384-322 г.г. до нашей эры). Кстати, следствием этого опыта является то, что до сих пор, несмотря на попытки «настоящих учёных» приобщить остальной народ к тому, что давление в сводках погоды следует подавать в паскалях, народ до сих пор пользуется более привычными миллиметрами ртутного столба. И 760 мм.рт.ст. принято за «стандартное» атмосферное давление на уровне моря.
С другой стороны, можно ли считать эфир, существование которого, как и существование эфирного ветра экспериментально доказано опытами Дэйтона Кларенса Миллера (1866-1941) в 1902-1906 г.г. и особенно в 1921-1933 годах на Маунт Вилсон, пустотой? Следует отметить, что тупоголовые физико-математические доктора и теоретические физические академики, которые была многократно индоктринированы глупостями Альберта Эйнштейна (сначала в средней школе, затем и в вузе) и свято веруют в то, что 1+1=1 (это основная «научная» идея СТО им. Эйнштейна), отрицают существование эфира, который является основным проводником света и тепла, исходящих от нашего Солнца и благодаря чему и существует жизнь на планете Земля.
Интересно, а почему про опыты Дэйтона Миллера нет ни единого слова в современных учебниках физики, и я не встречал описания этих опытов ни в одном официально принятом и одобренном АН СССР или позже - РАН для обучения в вузах Курсе лекций по физике, в т.ч. и в Фейнмановских лекциях по физике?
Что самое плохое – дебильную Специальную «теорию» относительности продолжают с подачи тупоголовых физико-математических докторов наук и академиков РАН индоктринировать новым поколениям школьников и студентов.
Опыты Блеза Паскаля (1623-1662, имея от природы слабое здоровье, тоже проводил опыты с ртутью). Хочу отметить, что Блез Паскаль был хорошо знаком со святым отцом, францисканцем из ордена «минимов» Мареном Мерсенном (1588-1648, о его экспериментах речь впереди) и Жераром Дезаргом (1591-1661).
В конце 1646 года Паскаль, узнав от знакомого своего отца о торричеллиевой трубке, повторил опыт итальянского учёного. Затем он произвёл серию экспериментов, используя также в качестве жидкости вино и воду, стремясь доказать, что пространство в трубке над ртутью не заполнено ни её парами, ни разреженным воздухом, ни некоей «тонкой материей». В 1647 году Паскаль опубликовал результаты своих опытов в трактате «Новые опыты, касающиеся пустоты», в котором Паскаль утверждал, что пространство в верхней части трубки «не заполнено никакими известными в природе веществами … и можно считать это пространство действительно пустым, до тех пор, пока экспериментально не доказано существования там какого-либо вещества».
В том же 1647 году Паскаль установил, что давление воздуха (по показаниям ртутного барометра) зависят от погоды. 15 ноября 1647 года он отправил письмо с просьбой о помощи в проведении еще одного эксперимента мужу своей племянницы Флорену Перье. И, наконец, 19 сентября 1648 года. Перье поднялся с трубкой на вершину горы Пюи-де-Дом (высота 1465 м). Разница уровней ртути на вершине горы и в саду составила 3 дюйма + 1 и 1/2 линии (1 дюйм = 2,54 см, 1 линия = 2,54 мм, так, известная винтовка Мосина, «трёхлинейка», имела калибр в 3 линии = 7,62 мм, а широко применяемое в годы Первой мировой войны 3-хдюймовое орудие – 76,2 мм).
То есть изначально Блез Паскаль выдвинул гипотезу, что при повышении уровня атмосферное давление уменьшается, что и подтвердилось экспериментально. Гипотеза Паскаля стала научным фактом.
Некоторые авторы восхищенно пишут, что это было великое научное событие – типа, впервые в мире науки явление сначала «родилось» теоретически, а потом подтвердилось на практике. Но на самом деле это не так. Ведь опыту Торричелли тоже предшествовало предположение самого Торричелли, что воздух (газ) обладает неким весом, что и было потом доказано экспериментом с запаянной стеклянной трубкой, заполненной ртутью.
Florin Perier measuring the height Barometer (mercury tube) of Evangelista Torricelli or Toricelli during the experiment on the gravity of the air
of Blaise Pascal, at the top of the Puy de Dome (1648).
Engraving by Yan Dargent
Флорен Перье измеряет высоту барометра (ртутного столба) Эванджелисты Торричелли или Торичелли во время эксперимента по изучению плотности воздуха, проведенного Блезом Паскалем
на вершине горы Пюи-де-Дом (1648).
Гравюра Яна Даржента.)
Experiment of Blaise Pascal with a mercury barometer
at the top of the Tour Saint Jacques la Boucherie in Paris
Опыт Блеза Паскаля с ртутным барометром
на вершине башни Сен-Жак-ла-Бушери в Париже.
Считается, что автор гравюры - неизвестный художник.
Хотя стиль гравюры и тематика очень напоминает предыдущую работу
Яна Даржента – Вы не находите?
Кстати, насколько я в курсе, эта гравюра в черно-белом варианте представлена в энциклопедии Britannica
В 1648 году Блез Паскаль вставил в закрытую бочку, наполненную водой, узкую трубку и, поднявшись на балкон второго этажа, влил в эту трубку кружку воды. Из-за малого диаметра трубки вода в ней поднялась до большой высоты, и давление в бочке увеличилось настолько, что крепления бочки не выдержали, и она треснула. Это явление получило название «Гидростатический парадокс» или «парадокс Паскаля».
Тут есть довольно любопытный момент.
Однажды, в апреле 2015 года, судьба занесла в гостиницу Premier Inn в городе Гилфорд (Guildford, Surrey, UK). И, провожая меня в номер с моим чемоданом, мой знакомый англичанин Пол спросил меня, на каком этаже я живу?
- On the third floor (На третьем), – ответил я.
Достигнув третьего этажа, Пол не остановился и потащил мой чемодан по лестнице выше, на четвертый этаж.
- Stop, Paul. This is my floor (Стой, Пол. Это мой этаж), - попытался остановить я его.
- But it’s second floor, (Но это же второй этаж) – удивился Пол.
А дело в том, что номерной отсчёт этажей в Англии начинается с нашего второго этажа, который у них считается первым, так как наш первый этаж – это т.н. ground floor, то есть земляной этаж, хотя он самый что ни на есть первый. J
Возможно, во Франции XVII века отсчёт этажей тоже шел, начиная с ground floor? В пользу такого предположения свидетельствует тот факт, что опыты Паскаля с бочкой проводились в развитие опыта Торричелли, только в качестве жидкости Блез Паскаль использовал вино и воду. Следовательно, ему требовалась труба высотой не менее 10,5 метров, ведь 1 атм = 760 мм ртутного столба = 10 333 мм водяного столба.
Кроме того, балкон «нашего» второго этажа добавил бы метра четыре – четыре с половиной к гидростатическому давлению воды, чего, на мой взгляд, не хватило бы для того, чтобы «крепления бочки не выдержали». Хотя в те годы бочки не стягивались металлическими обручами.
Существует и более любопытная трактовка «второго этажа Паскаля и лопнувшей от давления бочки.
Бочка Паскаля из книги «Силы природы: популярное введение в изучение физических явлений», 1872 г. автор Амеде Гийемен (1826-1893)
(The forces of nature: a popular introduction to the study of physical phenomena, Amédée Guillemin, изд. MACMILLAN AND CO, London)
А как Вам вот такая трактовка? Балконом второго этажа и не пахнет. Люди с ведрами стоят на самой крыше.
Experiment des Wasserbarometers, ausgeführt in Rouen
von Pete und Blaise Pascal(подпись на немецком языке)
(Эксперимент с водным барометром,
проведенной в Руане Питом и Блезом Паскалями)
А эта гравюра из какой-то научно-популярной венгерской книги.
Подпись гласит:
Определение давления воздуха. Самым значительным открытием первой половины XVII века стало определение давления воздуха, проведенное итальянским ученым Торричелли. Он установил, что давление воздуха соответствует давлению столба ртути высотой 76 см. Это были эксперименты величайшего гения своего времени.
Француз Паскаль последовал его примеру и провел эксперименты со специальными грузами (видимо, другими жидкостями) в городе Руане. Он приварил сверху стальную трубу высотой 14 метров*, заполнил ее водой, а затем измерил уровень воды в нижней части трубы, которая, по словам Паскаля, находилась на высоте 10 метров, и надавил столбом воды высотой около 10 метров на колено Ифигильра**.
Интерес к этому эксперименту описан здесь.
*Даже не 10,5 а 14 метров. Что вполне естественно при использовании в качестве жидкости вина, которое имеет меньшую плотность, чем вода, тем более самая «плотная» вода при температуре +4 градуса по Цельсию.
** Это перевод Google. Я пока не понял, что такое «колено Ифигильра» - придётся разбираться. Возможно, найти все книги, откуда взяты все приведенные выше гравюры.
ПРОДОЛЖЕНИЕ ПОСЛЕДУЕТ, видимо, на следующей неделе.