Ефект Казимира
Ефектом Казимира найчастіше називають виникнення дивною сили тяжіння між двома незарядженими паралельними пластинами у вакуумі. Один із способів зрозуміти, що таке ефект Казимира, – це спробувати уявити собі природу вакууму відповідно до квантової теорії поля. “Він далеко не порожній, – пишуть фізики Стівен Ройкрофт і Джон Свейн. – Вакуум наповнений флуктуирующими електромагнітні хвилями, від яких просто неможливо позбутися. Він як океан – там завжди присутні хвилі, і зупинити їх не можна. Ці флюктуіруючі коливання мають різні довжини хвиль, і їх присутність означає, що навіть у порожньому просторі є деяка кількість енергії “. Її називають енергією нульових коливань.
Якщо дві паралельні пластинки знаходяться дуже близько один від одного (наприклад, на відстані кількох нанометрів), то довгі хвилі не поміщаються між ними і кількість енергії вакууму між пластинками буде менше, ніж зовні. Це змусить пластини притягатися один до одного. Таке тяжіння було вперше передбачено в 1948 р голландським фізиком Хендріком Казимиром.
Теоретики роздумували над різними додатками ефекту Казимира. Наприклад, передбачалося, що його “негативна щільність енергії” може використовуватися для зміцнення покрівлі тунелів (“кротячих нір”) між різними областями простору-часу або ж для створення левітірующіе пристроїв на основі теоретичного передбачення радянського фізика Євгена Ліфшиця, який стверджував, що за деяких умов сили тяжіння в ефекті Казимира зміняться силами відштовхування. Сьогодні вчені працюють над створенням роботизованих пристроїв в масштабах мікро – і нанометрів, і при створенні таких крихітних пристроїв напевно доведеться враховувати ефект Казимира.
У квантовій теорії вакуум дійсно розглядається як море примарних віртуальних частинок, то з’являються, то зникають. З цієї точки зору, ефект Казимира виникає через те, що в просторі між пластинами знаходиться менше віртуальних фотонів, оскільки там заборонені деякі довжини хвиль. Надмірний тиск фотонів зовні пластин прагне притиснути їх один до одного. Відзначимо, що сили Казимира можна інтерпретувати і в рамках інших підходів без використання уявлень про енергію нульових коливань.
Related posts:
- Ефект Доплера (формула) Явище зміни частоти і довжини хвиль, що сприймається приймачем при зміні положення щодо нього джерела коливань, називають ефектом Доплера, на честь відкрив його в 1842 році фізика Крістіана Доплера. Частота і довжина коливань можуть змінюватися не тільки під час руху джерела відносно приймача, але і навпаки. У вигляді формули ефект Доплера можна виразити наступним чином: […]...
- Парниковий ефект в атмосфері Парниковий ефект – збільшення температури нижніх шарів атмосфери планети (Землі) в порівнянні з ефективною температурою, температурою теплового випромінювання планети з космосу. Процес парникового ефекту полягає в наступному. Домішки атмосфери пропускають сонячні промені і вони досягають поверхні землі і води, що в свою чергу нагріває їх. Нагріті поверхні віддають теплову енергію атмосфері у вигляді довгохвильового випромінювання. […]...
- Ефект Вавілова-Черенкова Розглянемо рух зарядженої частинки, наприклад, електрона в деякому середовищі вздовж прямої лінії з постійною швидкістю, що перевищує фазову швидкість світла в цьому середовищі. Своїм полем частинка збуджує коливання електронних оболонок атомів або молекул середовища і вони стають центрами випромінювання електромагнітних хвиль. При рівномірному русі частинки це випромінювання може вважатися когерентним. Тоді електромагнітні хвилі, що випромінюються […]...
- Ефект Доплера Існує ще одне явище, характерне для всіх хвиль і має велике практичне значення. Це явище називають ефектом Доплера (рис. 87) на честь предсказавшего його в 1842 р австрійського фізика Крістіана Доплера (1803-1853), який вивчав рух тіл – джерел звуку або світла. Згадайте, коли проноситься повз вас поїзд чи машина з сиреною досягають найближчій до вас […]...
- Ефект Зеєбека Ефект Зеєбека (ЕЗ) представляє процес появи різниці потенціалів разом з’єднання двох різних матеріалів внаслідок нагрівання зазначеної області. Даний ефект був отриманий Зеєбеком в 1822 році. Саме тоді він провів досвід нагрівання контакту з двох матеріалів, використовуючи для цього вісмут і сурму. Для фіксування одержуваних змін був використаний гальванометр. Притримуючи стик з’єднаних матеріалів, він побачив, що […]...
- Ефект Комптона Уявіть, що ви крикнули, і ваш голос повернувся як відлуння, відбившись від віддаленій стіни. Ви ж не очікуєте, що луна вашого голосу прозвучить на октаву нижче? Звукові хвилі відбиваються, не змінюючи частоти. А от з рентгенівськими хвилями справа йде інакше. У 1923 р фізик Артур Комптон показав, що при падінні рентгенівських променів на електрони розсіяне […]...
- Поверхневий ефект в провіднику. Скін-ефект Змінний струм супроводжується електромагнітними явищами, які призводять до витіснення електричних зарядів з центру провідника на його периферію. Цей ефект називається – поверхневим ефектом, або скін-ефектом. В результаті цього ефекту струм стає неоднорідним. На периферії ток виявляється більшим за величиною, ніж в центрі. Це відбувається через відмінності в щільності вільних носіїв зарядів в перпендикулярному перетині провідника […]...
- Видиме світло Видиме світло і ультрафіолетові промені створюються коливаннями електронів в атомах і іонах. Область спектра видимого електромагнітного випромінювання дуже мала і має межі, які визначаються властивостями органу зору людини. Довжини хвиль видимого світла лежать в діапазоні від 380 нм до 760 нм. Всім кольорам веселки відповідають різні довжини хвиль, що лежать в цих вельми вузьких межах. […]...
- Що таке світло – коротко Що таке світло? Світло – це електромагнітне випромінювання, довжини хвиль якого лежать в діапазоні від 380 до 760 нанометрів. Саме цей діапазон хвиль сприймається нашими очима як видиме світло. Так, хвиля певної довжини, відбиваючись від предмета, потрапляє на сітківку ока, і ми вирішуємо, що цей предмет, наприклад, жовтого кольору. Найкоротшою довжині хвилі відповідає фіолетовий світло, […]...
- Чим відрізняється ефект від ефективності Оцінити реальний результат в різних областях людської діяльності буває дуже складно. Для цієї мети часто використовуються такі величини, як ефект і ефективність. Найчастіше вони підміняються і на побутовому рівні виступають в якості синонімів. Чим категорії насправді відрізняються один від одного і чи є різниця між ними? Що таке ефект і ефективність Ефект – результат, отриманий […]...
- Складання коливань Досвід показує, що хвилі складаються один з одним в наступному сенсі. Принцип суперпозиції. Якщо дві хвилі накладаються один на одного в певній області простору, то вони породжують новий хвильовий процес. При цьому значення коливається величини в будь-якій точці даній області дорівнює сумі відповідних коливних величин в кожній з хвиль окремо. Наприклад, при накладенні двох механічних […]...
- Шкала електромагнітних хвиль – коротко Всі електромагнітні поля створюються прискорено рухомими зарядами. Нерухомий заряд створює тільки електростатичне поле. Електромагнітних хвиль в цьому випадку немає. У найпростішому випадку джерелом випромінювання є заряджена частинка, яка здійснює коливання. Так як електричні заряди можуть коливатися з будь-якими частотами, то частотний спектр електромагнітних хвиль необмежений. Цим електромагнітні хвилі відрізняються від звукових хвиль. Класифікація цих хвиль […]...
- Як поширюються електромагнітні хвилі? Кожен раз, коли електричний струм змінює свою частоту або напрямок, він генерує електромагнітні хвилі – коливання електричного і магнітного силових полів в просторі. Один із прикладів – змінюється струм в антені радіопередавача, який створює кільця поширюються в просторі радіохвиль. Енергія електромагнітної хвилі залежить від її довжини – відстані між двома сусідніми “піками”. Чим менше довжина […]...
- Супрематизм Казимира Малевича Основоположником ще одного нового напрямку абстрактного мистецтва – супрематизму – став Казимир Малевич. Назва походить від латинського ” supremus – найвищий, крайній, останній. Головна мета супрематизму – пошуки абсолютної гармонії в геометричних формах вищого ступеня узагальнення. Малевич Казимир Северинович (1878-1935) послідовно проходить захоплення імпресіонізмом, символізмом, фовізм, живопис Сезанна, Матісса, неопримітивізмом, в 1913 р. звертається до […]...
- Механічні хвилі. Звук Механічні хвилі – це обурення середовища, що поширюються в просторі з плином часу. Хвилі, при поширенні яких частинки середовища зміщуються вздовж напрямку поширення хвилі, називають поздовжніми. Якщо частки середовища зміщуються поперек, то це поперечні хвилі. Частоту V коливань кожної точки середовища називають частотою хвилі. Величину Т, зворотну частоті, називають періодом хвилі. Амплітуду коливань частинок середовища […]...
- П’єзоелектричний ефект “Будь-яке [наукове] відкриття, наскільки б незначним воно не було, вже є неминуще досягнення”, – писав Марії Склодовської-Кюрі французький фізик П’єр Кюрі за рік до їх одруження, закликаючи приєднатися до нього в “їх наукової мрії”. У підлітковому віці П’єр Кюрі був закоханий у математику, особливо в стереометрію, яка пізніше виявилася корисною йому в дослідженнях з кристалографії. […]...
- Ефект “чорної краплі” Альберт Ейнштейн якось сказав, що саме незбагненне в цьому світі – це те, що він збагненний. Дійсно, ми живемо у світі, який може бути описаний компактними математичними виразами і фізичними законами. Навіть самі дивні астрофізичні явища в кінці кінців знаходять наукове пояснення, хоча часом на це потрібно чимало років. Таємничий ефект “чорної краплі” – оптичне […]...
- Ефект Пігмаліона Ефект Пігмаліона або ефект Розенталя – це унікальний психологічний феномен, який полягає в тому, що людина, переконаний у достовірності будь-якої інформації, підсвідомо поводиться таким чином, щоб ця інформація підтвердилася. Так зване “пророцтво” визначає характер діяльності вірить у нього людини. Ефект Пігмаліона, до речі, часто отримує підтвердження у перевірці паранормальних явищ: прихильники переконуються в тому, що […]...
- П’єзоелектричний ефект – доповідь У 1880 році брати Кюрі виявили, що в процесі деформації сегнетової солі на її поверхні виникають поляризаційні заряди. Це явище було названо прямим п’єзоелектричним ефектом. Якщо на кристал впливати зовнішнім електричним полем, він починає деформуватися, тобто, виникає зворотний п’єзоелектричний ефект. Однак ці зміни не спостерігаються в кристалах, що мають центр симетрії, наприклад, в сульфіді свинцю. […]...
- Електромагнітне випромінювання: коротко Електромагнітним випромінюванням називається розповсюджується в просторі обурення електричних і магнітних полів. Основними характеристиками електромагнітних хвиль є їх частота і довжина, які залежать від швидкості поширення хвиль, у свою чергу залежить від середовища. Електромагнітні хвилі – це поперечні хвилі, в яких вектори напруженостей електричного і магнітного полів коливаються перпендикулярно до напрямку поширення хвилі. Від хвиль на […]...
- Тепловий ефект хімічної реакції Тепловий ефект хімічної реакції залежить тільки від виду (природи) та стану вихідних речовин і кінцевих продуктів, але не залежить від шляху процесу, тобто від кількості і характеру проміжних стадій. Більшість реакцій протікають при постійному тиску. Тому енергетичний ефект реакції оцінюють саме зміною ентальпії або тепловим ефектом. В основі розрахунку лежить закон Гесса: Тепловий ефект хімічної […]...
- Який мінімальний просторовий обсяг, в якому можна спостерігати парниковий ефект? Парниковий ефект визначається так званої оптичною товщиноюτ, яка визначається як відношення геометричної товщини (висоти) z розглянутій області до довжини вільного пробігу теплових фотонів l, τ = z / l. Довжина вільного пробігу фотонів l = 1 / nσ, де n – концентрація парникових речовин (число молекул в кубічному метрі), σ – площа поперечного перерізу поглинання […]...
- Взаємодія частинок речовини – доповідь Сили притягання між частинками З динаміки ми знаємо, що всі тіла притягуються одне до одного. Між усіма частинками в речовині є сили тяжіння. Дані сили досить великі – більше них тільки ядерні сили. Як і для гравітаційної взаємодії, сили між атомами і молекулами залежать від дальності їх розташування. Чим далі вони знаходяться один від одного, […]...
- Шкала електромагнітних випромінювань Багато хто вже знає про те, що довжина електромагнітних хвиль, буває зовсім різною. Значення довжини хвиль можуть бути від 103 метрів (у радіохвиль) до десяти сантиметрів у разі рентгенівського випромінювання. Світлові хвилі – це дуже маленька частина найширшого спектру електромагнітних випромінювань (хвиль). Саме при вивченні цього явища, були зроблені відкриття, що відкривають очі вчених на […]...
- Ефект Веблена Ефект Веблена – це необгрунтована з економічної точки зору підвищений попит на товари високої цінової категорії. Причому, чим вище піднімається ціна, тим вище на товари попит. Даний ефект характерний, в основному, для товарів, які недоступні більшості людей через свою високу ціну. А це, в свою чергу, підкреслює соціальне становище власників таких речей. Ефект Веблена характерний, […]...
- Анодний ефект Виникнення анодного ефекту пов’язано з порушенням змочування електролітом вугільного анода: якщо при нормальному перебігу електролізу розплав добре змочує поверхню анода і бульбашки газу легко від неї відокремлюються, то при анодному ефекті газ відтісняє електроліт від електрода, утворюється плівка газу на аноді, що викликає різке підвищення напруги на промислових ваннах-с 4,0-4,2 В при нормальному електролізі до […]...
- Поглинання світла При проходженні електромагнітних хвиль через речовину частина енергії хвилі витрачається на збудження коливань електронів в атомах і молекулах. В ідеальній однорідному середовищі періодично коливаються диполі випромінюють когерентні вторинні електромагнітні хвилі тієї ж частоти і при цьому повністю віддають поглинену частку енергії. Відповідний розрахунок дає, що в результаті інтерференції вторинні хвилі повністю гасять один одного у […]...
- Когерентні джерела Нехай є два точкових джерела, що створюють хвилі в навколишньому просторі. Ми вважаємо, що ці джерела узгоджені один з одним в наступному сенсі. Когерентність. Два джерела називаються когерентним, якщо вони мають однакову частоту і постійну, не залежну від часі різниця фаз. Хвилі, порушувані такими джерелами, також називаються когерентним. Отже, розглядаємо дві когерентних джерела S1 і […]...
- Що таке обертання і ефект Магнуса? Або чому бейсбольний м’яч може летіти по дузі? Люди іноді говорять, що насправді бейсбольний м’яч по дузі не летить, що це всього лише оптичний обман. Бейсболісти і вчені знають, що це не так. Подаючий вищої ліги може змусити м’яч відхилятися убік, вниз або вгору під час його польоту в “будинок”. Траєкторія подачі визначається тим, яку […]...
- Ефект Зейгарник Ефект Зейгарник – це психологічний феномен, який полягає в тому, що люди схильні запам’ятовувати раптово перервані заняття і завдання, ніж ті, які встигли завершити. Дані про це ефекті були отримані дослідним шляхом: проводилося кілька експериментів, учасниками яких були школярі та студенти. Під час цих експериментів випробовувані закінчували одні завдання і переривали виконання інших. По закінченню […]...
- Термоелектричний ефект. Історія відкриття Про відкриття німецького фізика Йоганна Зеебека, який, експериментуючи зі сплавами, виявив термоелектричний струм, заклавши тим самим основи для робіт в області термоелектрики. У 1821 році, 51 річний житель Берліна, уродженець Естонського міста Ревель, професор Прусського королівського наукового товариства, фізик Томас Йоган Зеєбек (1770 – 1831гг.) Повідомив про свій унікальний, тільки що зроблене відкриття. Про відкриття […]...
- Взаємодія світлових хвиль У реальному світі неможливо спостерігати за окремими променями, ми бачимо картину, де кілька променів взаємодіють один з одним, в результаті чого вона виходить саме такий, як ми її бачимо. Для спрощення розгляду процесів взаємодії декількох світлових хвиль, розглянемо дві хвилі. Розглянуті нами процеси можуть відбуватися з будь-якими існуючими хвилями (світлом, електромагнітними, механічними і ін.). Всі […]...
- Антропогенний парниковий ефект Парниковий ефект виникає в результаті впливу людської діяльності на навколишні екосистеми. Природний температурний баланс на планеті порушується, більше тепла затримується під впливом оболонки з парникових газів, це призводить до підвищення температури на поверхні Землі і океанічних вод. Головною причиною, яка призводить до виникнення парникового ефекту, є емісія шкідливих речовин в атмосферу в результаті роботи промислових […]...
- Хвильова оптика Хвильова оптика – розділ оптики, який досліджує поширення світла на основі його хвильової природи, розглядається світло, як електромагнітні хвилі, які мають усі наведені їх властивостями. Хвильова оптика – розділ оптики, який досліджує поширення світла на основі його хвильової природи, тобто розглядає світло, як електромагнітні хвилі, які мають усі наведені їх властивостями. Хвильова оптика вивчає такі […]...
- Чим відрізняється вага від сили тяжіння? Через те що вага покоїться відносно Землі тіла дорівнює силі тяжіння, ці дві сили часто плутають. Але насправді це різні сили. Розглянемо, наприклад, лежить на столі книгу. Вага книги прикладений до столу (книга тисне на стіл), а сила тяжіння прикладена до самої книги (Земля притягує книгу). Таким чином, вага і сила тяжіння – це сили, […]...
- Ефект фінансового важеля Бізнесмени-початківці, що не мають необхідного стартового капіталу, часто вдаються до позик. Позикових вважається будь-який капітал, який можуть затребувати інвестори. Отримані завдяки позикам додаткові прибутки називають ефектом фінансового важеля. Приклад ефекту фінансового важеля в банківській сфері Фінансовий важіль (леверидж) є чинником, від якого значно залежать багато інші показники. Використання позикових коштів – це завжди ризик банкрутства […]...
- Чому виникає ефект дежавю Явище дежавю знайоме багатьом. За статистикою, 97% людей відчували його хоч раз в житті. Проте вчені досі точно не знають, чому виникає ефект дежавю. Є кілька теорій, що пояснюють механізм його появи. Але жодна з них не доведена повністю. Ось що поки вдалося точно дізнатися про дежавю: Чоловіки стикаються з ним вполовину частіше, ніж жінки. […]...
- Інтерференція світла: визначення Коли два джерела випромінюють синусоїдальні хвилі однакової частоти, то в місці зустрічі виникає інтерференційна картина. Однак якщо спробувати поставити такий же досвід з допомогою двох незалежних джерел світла, що випромінюють однаковий світло, то ніякої інтерференційної картини не виникне – в місці зустрічі обох хвиль ми будемо спостерігати просто підсумовування інтенсивностей світла. У 1675 р. Ньютон […]...
- Вплив людської діяльності на парниковий ефект Хоча парниковий ефект є необхідною умовою для життя на Землі, його може бути занадто багато. Проблеми починаються, коли людська діяльність спотворює і прискорює природний процес, створюючи більше парникових газів в атмосфері, ніж необхідно для формування ідеальної температури на планеті. До такої антропогенної діяльності можна віднести: Спалювання природного газу, вугілля і нафти, яке підвищує рівень вуглекислого […]...
- Дисперсія світла – коротко Отже, в чому полягає явище дисперсії світла? У минулій статті ми розглянули закон заломлення світла. Тоді ми не замислювалися, а точніше – не згадували про те, що світло (електромагнітна хвиля) має певну довжину. Давайте згадаємо: Світло – електромагнітна хвиля. Видиме світло – це хвилі, що мають довжину в інтервалі від 380 до 770 нанометрів. Так […]...