Den 10 februari, vid ett speciellt seminarium av Centre for European Nuclear Research (CERN, Genève), presenterades resultaten av experiment, som utan att överdriva kan kallas sensationella. Ett nytt tillstånd av materia har erhållits, där kvarkar - "verkligen elementära partiklar" (från vilka i synnerhet protoner och neutroner "samlas") - inte är förbundna med varandra, utan rör sig fritt. Enligt teorin var det i detta tillstånd som universum var under de första 10 mikrosekunderna efter Big Bang. Fram till nu kunde materiens utveckling spåras tidigast till stadiet tre minuter efter explosionen, då atomkärnorna redan hade bildats.
Enligt den moderna teorin om materiens struktur består mikropartiklar, kallade hadroner, av kvarkar - strukturlösa partiklar mindre än 10 -16 cm i storlek, som representerar gränsen för fragmentering av materien (se "Science and Life" nr 8, 1994). Kvarkar hålls samman av krafter som uppstår från kontinuerlig emission och absorption av gluoner (från engelska lim - "lim"). Dessa krafter beter sig på ett paradoxalt sätt: ju närmare kvarkarna är desto svagare är de. Inuti en proton eller neutron interagerar kvarkar praktiskt taget inte, men när man försöker "bryta" en partikel ökar deras bindningsstyrkor miljontals gånger. Därför kan kvarkar och gluoner befrias endast genom att spendera kolossal energi. Den erhölls i en tung jonaccelerator.
Professor Luciano Maiani, generaldirektör för CERN, anser att jämförelsen av resultaten som erhållits inom ramen för accelerationen av tunga joner gav en tydlig bild av ett nytt materiatillstånd och bekräftade förutsägelsen av kvarkteorin. Det är lika viktigt att ett stort steg har tagits mot att förstå de tidigaste stadierna av universums utveckling. För första gången var det möjligt att få fram materia där kvarkar och gluoner inte är bundna - kvarg-gluonplasma. Detta nya, femte tillstånd av materia (tills nu var de fasta, flytande, gasformiga och plasma, elektronjoniska tillstånden kända) öppnar ett stort fält för vetenskaplig forskning. Deras nästa steg kommer att börja vid kolliderare (acceleratorer på kolliderande strålar) av tunga relativistiska joner vid Brookhaven (USA) och hadroner vid CERN.
Experimentet på accelerationen av tunga joner var som följer. Blyjonstrålen accelererades till en energi på 33 TeV (1 teraelektronvolt = 10 12 eV) i en superaccelerator av protoner (CERNs Super Proton Synchrotron), varefter den träffade målen som finns i sju detektorer. 100 tusen gånger mer än inuti. solen), och energitätheten var 20 gånger högre än densiteten för kärnämne. Under dessa förhållanden, som experimentella data ovedersägligt vittnar om, övergår materia till ett nytt tillstånd som har mycket gemensamt med den tidigare förutspådda teoretiskt kvarg-gluonplasman - "primitiv soppa" där kvarkar och gluoner fanns var för sig.
Forskningsprogrammet startade 1994, efter att CERN:s acceleratorer förbättrats med deltagande av ett antal institut i Tjeckien, Frankrike, Indien, Italien, Tyskland, Sverige och Schweiz. Den nya blyjonkällan kopplades till den tidigare byggda protonsynkrotronen (som utförde preliminär jonacceleration) och protonsuperacceleratorn. Sju mödosamma experiment utfördes för att mäta olika parametrar för kollisioner med bly-bly och bly-guld (de fick namnet NA44, NA45, NA49, NA50, NA52, WA97 / NA57 och WA98). Vissa av dem utfördes med hjälp av multifunktionsdetektorer, vilket gjorde det möjligt att registrera många olika partiklar och få globala egenskaper hos händelser. I andra experiment, tvärtom, registrerade signalackumuleringsdetektorer endast sällsynta fenomen. Således erhölls en allmän uppfattning om kvarg-gluonplasman från separata "experimentella bitar", precis som "pussel" (pusselbilder) eller mosaiker är sammansatta. Data från varje enskilt experiment gjorde det inte möjligt att dra några säkra slutsatser, men tillsammans gjorde de det möjligt att bilda sig en tydlig bild av fenomenet. Metodiken som bygger på jämförelsen av flera olika resultat har varit mycket framgångsrik.
Det genomförda projektet är ett utmärkt exempel på samarbete och samarbete inom området fysikforskning. Fysiker från mer än tjugo länder, inklusive ryska kärnkraftsforskare, deltog i experimenten.
Resultaten som erhållits vid CERN är ett incitament att fortsätta arbetet. För att bekräfta att det nya materialet verkligen är en kvarg-gluonplasma är det nödvändigt att studera dess egenskaper vid högre och lägre temperaturer. Forskningscentret för materiens femte tillstånd kommer nu att vara Heavy Relativistic Ion Collider vid Brookhaven National Laboratory; arbetet där börjar i år. Det är tänkt att undersöka kollisionen av guldkärnor som accelererats till en energi 10 gånger högre än i Genève-experimentet.
För ett år sedan dök det upp brev i amerikanska tidningar och populärvetenskapliga tidskrifter som hävdade att det planerade experimentet var farligt. Deras författare trodde att frigörandet av extremt hög energi i en mycket liten volym kan leda till bildandet av ett "svart minihål", som kommer att börja suga in den omgivande materien. Denna åsikt fick så stark respons i pressen och på tv att amerikanska forskare samlade en auktoritativ expertkommitté för att kontrollera den. Slutsatsen var otvetydig: sådana farhågor är ogrundade; sannolikheten för "hålbildning" är noll.
Och från och med 2005 kommer även experiment med tunga joner att ingå i programmet Large Hadron Collaider (LHC) vid CERN.
I laboratoriet genomfördes fem experiment för att observera diffraktion med olika diffraktionsgitter. Vart och ett av gittren belystes av parallella strålar av monokromatiskt ljus med en viss våglängd. I samtliga fall inföll ljuset vinkelrätt mot gallret. I två av dessa experiment observerades samma antal huvuddiffraktionsmaxima. Ange först numret på experimentet där ett diffraktionsgitter med en kortare period användes och sedan numret på experimentet där ett diffraktionsgitter med en längre period användes.
| siffra experimentera | Diffraktionsperiod | Våglängd infallande ljus |
|---|---|---|
| 1 | 2d | |
| 2 | d | |
| 3 | 2d | |
| 4 | d / 2 | |
| 5 | d / 2 |
Lösning.
Villkoret för interferensmaxima för diffraktionsgittret är följande: Gittren kommer att ge samma antal maxima, förutsatt att dessa maxima observeras i samma vinklar. Från tabellen finner vi att i experiment 2 och 4 samma antal maxima observeras så att nummer 4, gallret nummer 2 har en större period.
Svar: 42.
Svar: 42
Källa: Utbildningsarbete i fysik 2017-04-28, alternativ FI10503
v B där de rör sig längs en cirkelbåge
radie R v B= 1 T, och radien R
1) Alla joner som man experimenterar med har en negativ elektrisk laddning.
2) Alla joner som experiment utförs med kan ha olika massor.
3) Den specifika laddningen (förhållandet mellan laddningen av en jon och dess massa) för alla joner som deltar i experimentet är densamma och är lika med C / kg.
4) Alla joner som experimenten utförs med har samma massa.
5) Laddningen för alla joner som deltar i experimentet är densamma.
Lösning.
Olika joner är inblandade i experimentet, de kan ha olika massor och olika laddningar. Den specifika laddningen för alla joner är densamma, kan hittas med hjälp av Lorentz-kraften:
Det betyder att påståendena 2 och 3 är sanna.
Svar: 23.
Svar: 23
Källa: Utbildningsarbete i fysik 2016-12-21, alternativ FI10203
I en masspektrograf accelereras olika joner preliminärt av ett elektriskt fält till en hastighet v, faller in i området för ett enhetligt magnetfält med induktion B, där de rör sig längs en cirkelbåge med en radie R... Tabellen visar följande data: initial jonhastighet v, med vilken han flyger in i ett magnetfält med induktion B= 1 T, och radien R en cirkel som beskrivs av denna jon i ett magnetfält.
Välj två korrekta påståenden som kan göras utifrån uppgifterna i tabellen.
1) Alla joner som experiment utförs med har samma elektriska laddning i modul.
2) Alla joner som experimenten utförs med har samma massa.
3) Alla joner som experimenten utförs med är positivt laddade.
4) Alla joner som experiment utförs med kan ha olika tecken.
5) Alla joner som deltar i experimentet har samma specifika laddningar (förhållandet mellan jonens laddning och dess massa).
Lösning.
Olika joner är inblandade i experimentet, de kan ha olika massor och olika laddningar. Den specifika laddningen för alla joner är densamma:
Därför är påståendena 4 och 5 korrekta.
Svar: 45.
Svar: 45 | 54
Källa: Utbildningsarbete i fysik 2016-12-21, alternativ FI10204
I laboratoriet genomfördes fem experiment för att observera diffraktion med olika diffraktionsgitter. Vart och ett av gittren belystes av parallella strålar av monokromatiskt ljus med en viss våglängd. I samtliga fall inföll ljuset vinkelrätt mot gallret. Ange först numret på experimentet där det minsta antalet huvuddiffraktionsmaxima observerades och sedan numret på experimentet där det största antalet huvuddiffraktionsmaxima observerades.
| siffra experimentera | Diffraktionsperiod | Våglängd infallande ljus |
|---|---|---|
| 1 | 2d | |
| 2 | d | |
| 3 | 2d | |
| 4 | d / 2 | |
| 5 | d / 2 |
Lösning.
Villkoret för interferensmaxima för diffraktionsgittret har formen: I detta fall, ju fler, desto färre kommer diffraktionsmaxima att ses. Således observerades det minsta antalet huvuddiffraktionsmaxima i experiment nummer 5, och det största antalet - i experiment nummer 1.
Svar: 51.
Svar: 51
Källa: Utbildningsarbete i fysik 2017-04-28, alternativ FI10504
| A | B |
Lösning.
På bild A ser vi en permanentmagnet och en spole som en amperemeter är ansluten till. Med hjälp av ett sådant experiment är det möjligt att observera fenomenet elektromagnetisk induktion, som består i att en ström uppträder i en sluten krets när det magnetiska flödet genom kretsen förändras som ett resultat av rörelsen in/ut ur kretsen. magnet (A - 3).
Bild B visar en permanentmagnet och en lätt magnetisk nål. I magnetfältet hos en permanentmagnet kommer en sådan pil alltid att vara orienterad längs kraftlinjerna. Sålunda, med hjälp av ett experiment, vars diagram visas i figur B, är det möjligt att observera mönstren för fältlinjerna för en permanentmagnet (B - 1).
Svar: 31.
Figurerna visar scheman för fysiska experiment. Upprätta en överensstämmelse mellan dessa experiment och deras syfte. För varje position i den första kolumnen, välj motsvarande position för den andra och skriv ner de valda siffrorna i tabellen under motsvarande bokstäver.
| A | B |
Lösning.
På bild A ser vi spolen som amperemetern är ansluten till och spolen som DC-källan är ansluten till. En ström flyter genom den andra spolen, den skapar ett magnetfält runt sig själv. Med hjälp av ett sådant experiment är det möjligt att observera fenomenet elektromagnetisk induktion, som består i uppkomsten i en sluten slinga (första spole) av en ström när det magnetiska flödet genom slingan förändras som ett resultat av närmandet / borttagning av den andra spolen (A - 3).
Bild B visar en permanentmagnet och en yta på vilken järnspån är utspridda. I magnetfältet hos en permanentmagnet magnetiseras sågspånet och orienteras längs magnetfältets kraftlinjer. Sålunda, med hjälp av ett experiment, vars diagram visas i figur B, är det möjligt att observera mönstren för fältlinjerna för en permanentmagnet (B - 1).
Svar: 31.
sid dessa gaser då och då t... Det är känt att gasernas initiala temperaturer var desamma.
Välj två korrekta påståenden som matchar resultaten av dessa experiment.
1) Mängden av ämnet i den första gasen är mindre än mängden ämne i den andra gasen.
2) Eftersom, enligt experimentets förhållanden, har gaserna samma volymer och vid tidpunkten t= 40 minuter, de har samma tryck, då är temperaturerna för dessa gaser vid denna tidpunkt också desamma.
3) Vid ett ögonblick i tiden t= 40 min temperaturen för gas 1 är högre än temperaturen för gas 2.
4) Under loppet av experimentet som utförs ökar den inre energin hos båda gaserna.
5) Under loppet av experimentet utförs inte båda gaserna.
Lösning.
1) Enligt Mendeleev - Clapeyron-ekvationen Betrakta det första ögonblicket. Tillståndsmässigt är gasernas volymer och temperaturer desamma, och sedan dess
2) I den isokoriska processen är Charles lag uppfylld: Och därför,
3) Från punkt 2 drar vi slutsatsen:
4) Den inre energin hos en mol av en idealgas beror endast på temperaturen. När den värms upp ökar den.
5) Eftersom båda gaserna av villkoret är i slutna kärl, utför båda gaserna inte arbete under experimentet.
Svar: 45.
När studenten började studera mekanik, antog studenten att modulen för stångens glidfriktionskraft F på bordets horisontella yta är direkt proportionell mot stångens tyngdkraftsmodul. Han bestämde sig för att testa denna hypotes experimentellt. Eleven satte ett träblock med olika vikter på bordets horisontella yta och drog det jämnt och mätte kraften F med en dynamometer. Resultaten av mätningar av F-värdena vid olika värden på stavens gravitation med vikter är markerade på koordinatplanet (F) med hänsyn till mätfelet. Vilken slutsats följer av resultaten av experimentet?
1) villkoren för experimentet motsvarar inte den hypotes som testas
2) med hänsyn tagen till mätfelet bekräftade experimentet hypotesens riktighet
3) mätfelen är så stora att de inte gjorde det möjligt att testa hypotesen
4) glidfriktionskoefficienten förändrades med en förändring av stångens massa med vikter
Lösning.
Elevens hypotes är att en stångs glidfriktionskraft på en horisontell yta är proportionell mot den tyngdmodul som verkar på stången. Det kan ses från ovanstående resultat att experimentet, med hänsyn till mätfelet, bekräftade hypotesens riktighet: alla punkter, med hänsyn till felet, faller på den approximativa räta linjen.
Svar: 2.
Figurerna visar scheman för fysiska experiment. Upprätta en överensstämmelse mellan dessa experiment och deras syfte. För varje position i den första kolumnen, välj motsvarande position för den andra och skriv ner de valda siffrorna i tabellen under motsvarande bokstäver.
| A | B |
Lösning.
Figur A visar en uppsättning för att observera mönstret av kraftlinjer för det elektrostatiska fältet av punktladdningar (A - 3).
Figur B visar ett diagram över ett experiment för att observera potentialfördelningen längs en rak ledare med en elektrisk ström som flyter genom den (B - 2).
Svar: 32.
I två slutna kärl med samma volym (1 liter) värms två olika gaser upp - 1 och 2. Figuren visar tryckberoendet sid dessa gaser då och då t... Det är känt att gasernas initiala temperaturer var desamma. Välj två korrekta påståenden som matchar resultaten av dessa experiment.
1) Mängden substans i den första och andra gasen är lika.
2) Vid ett ögonblick i tiden t= 40 min temperaturen för den andra gasen är dubbelt så hög som den första.
3) Vid ett ögonblick i tiden t= 40 min temperaturen för den andra gasen är två gånger lägre än temperaturen för den första.
4) Under loppet av experimentet som utförs växer gasernas inre energi.
5) Under loppet av experimentet som utförs, fungerar båda gaserna positivt.
Lösning.
Enligt Clapeyron-Mendeleevs ekvation är trycket, volymen och den absoluta temperaturen för en idealgas relaterade till förhållandet
Låt oss ta reda på vad som är förhållandet mellan mängden materia i den första gasen och mängden materia i den andra. Beakta i det här fallet tidsögonblicket efter tillståndet
Detta betyder att mängden ämne i den första gasen är större än den andra.
Gastemperaturförhållande vid
Detta betyder att vid tidpunkten är temperaturen för gas 1 två gånger lägre än temperaturen för gas 2.
En gass inre energi är proportionell mot dess temperatur. Med en isokorisk ökning av trycket stiger gastemperaturen, därför växer gasernas inre energi under experimentets gång.
Att dissekera cancer, korsa två olika flugor och skapa liv i ett provrör - allt detta gjordes av killarna i laboratorierna i Smart Novosibirsk. För första gången - på NSTU.
Fjärde men först
"Baba, jag vill plugga biologi så snart som möjligt!"- en 10-årig flicka i en grå labbrock gnäller. "Ytterligare 15 minuter - och det börjar", - att barnbarn konsoler. Samtidigt kliver fler barn ur hissen och närmar sig försiktigt registreringsbordet.
"Hej, vad är ditt för- och efternamn? Hur gammal är du?" - från sådana ord fryser killarna först, men blir snabbt djärvare, börjar le och ta luft. Varje ung forskare får ett märke från sitt team: barn delas in i fem grupper, efter ålder.
Många barn kommer hit inte för första gången: Smart Novosibirsk-projektet lanserades redan i oktober. Detta är en regional partner till "Smart Moscow": Sibiriens huvudstad blev den 17:e staden dit projektet kom. Barn har redan behärskat tre program, det nya heter "Biologiska experiment". För första gången äger det rum på NSTU.
"Idag är det första programmet på ett seriöst partnerskapsbaserat - ett vetenskapligt sådant. Vi vill verkligen att barn inte bara ska vara engagerade i vetenskap, utan också vara engagerade i det inom de väggar där de kanske senare kommer att studera. Så att de förstår att det finns alla möjligheter till utveckling i Novosibirsk”, säger Anna Petukhova, chef för Smart Novosibirsk-projektet.
Ett annat inslag i Novosibirsk-projektet är vuxnas aktiva deltagande. Medan barnen experimenterar läser de en populärvetenskaplig föreläsning för sina föräldrar och genomför en interaktiv frågesport.
”För vuxna är vår biljett gratis – och vi ger dem bara möjligheten att inte sitta i telefonen. Föräldrar som tar med sina barn till oss är som regel väldigt smarta själva, älskar vetenskap och allt som är kopplat till det. Mödrar och pappor och farföräldrar kommer till oss - det här är underbart. I andra städer finns det förstås också sådana stunder, men i Novosibirsk är det särskilt uttalat. Tydligen påverkar stadens akademiska karaktär”, fortsätter Anna Petukhova.
"Kommer du att dela ut det levande?"
.jpg)
Efter 15 minuter har lektionen inte börjat ännu. Bekantskapen börjar - med laboratorier, ett universitet och "lärare". Vid en liten presentation gissar barnen tillsammans med presentatören namnen på laboratorierna och delas in i team. Rektorn för NSTU Anatoly Bataev kommer också för att hälsa på universitetets gäster.
"Vi har ett merkantilt intresse," ler Anatoly Bataev. – Vår huvuduppgift är att du i 11:an när du väljer Unified State Exam ska välja de ämnen som vårt universitet behöver. Jag hoppas att ni är våra framtida potentiella studenter."
Framtida studenter skingras på sina kontor och förvandlas vid ett tillfälle till riktiga vetenskapsmän - fokuserade och modiga. Tioåringar dissekerar lätt kräftor och skämtar när programledaren föreslår att man ska jämföra djurens struktur med Madagaskarbaggen: "Vill du inte dela ut de levande?"
Lektionen tar cirka två timmar. Barn genomför fem experiment: i laboratorierna för zoologi (kräftor styckas här), mikrobiologi, genetik, botanik och zoologi. Varje ung forskare får en "laboratoriejournal" - ett slags fraktsedel där du behöver ange forskningsresultaten. Några av dem kommer att fortsätta utanför universitetets väggar: frön efter experiment i botanik och flugor efter genetiska experiment kommer att växa redan på barnhemmet.
Och det mest rörande experimentet äger rum i zoologilaboratoriet: observationer utförs här på möss, mycket ofarliga sådana. "Inte en enda mus kommer att skadas," - alla deltagare lovades detta redan innan experimenten.
Programmet för vuxna är vid denna tid inte sämre än barnprogrammet vad gäller informationsinnehåll. En av frågorna i det interaktiva frågesporten tog till exempel upp en populär missuppfattning: Är en plastpåse verkligen farligare för naturen än en papperspåse? En knepig uppgift: om landet har ett system för återvinning av avfall kan plast användas i det oändliga, utan att slänga eller förorena miljön. Men hur miljövänlig är papperspåsen som skogarna förstörs för?
Ekonomisk ekonomi
"Biologiska experiment" kommer att hållas på NSTU två gånger till, den 10-11 februari: sex program är planerade.
De är designade för barn 7-14 år gamla, kostnaden för en cykel är 1490 rubel. Som Anna Petukhova medger, i Novosibirsk väcker det höga priset inga frågor:
”När folk inte ser vad vi gör kan det verka dyrt. Men så fort de kommer fram ser de att fem laboratorier med utrustning, fem fullvärdiga mästarklasser arbetar samtidigt. Och det är inte bara rök, is, glitter - barn gör det med sina egna händer."
Efter biologiska experiment kommer "Smart Novosibirsk" att presentera ytterligare tre program fram till sommaren: sedan ett uppehåll i tre månader. Dessa är "Kirurgi", "Vetenskaplig detektiv" och "Paleontologi". Du kan köpa biljetter till alla klasser.
Vi är vana vid att tänka på oss själva som intelligenta, oberoende människor som inte är benägna till oförklarliga manifestationer av grymhet eller likgiltighet. I själva verket är detta inte alls fallet - under vissa omständigheter är homo sapiens förvånansvärt lätt att skiljas från sin "mänsklighet".
Aschs experiment, 1951
Forskningen fokuserade på studiet av konformitet i grupper. Volontärstudenter ska ha blivit inbjudna till ett syntest. Försökspersonen befann sig i en grupp med sju aktörer, vars resultat inte beaktades vid sammanfattningen av resultaten. Unga människor fick se ett kort med en vertikal linje. Sedan visades de ett annat kort, där tre linjer redan var avbildade - deltagarna ombads att bestämma vilken av dem som i storlek motsvarade raden från det första kortet. Ämnets åsikter frågades sist.
Ett liknande förfarande utfördes 18 gånger. I de två första körningarna ringde de överenskomna deltagarna de rätta svaren, vilket inte var svårt, eftersom sammanträffandet av raderna på alla kort var uppenbart. Men sedan började de enhälligt hålla fast vid det uppenbart felaktiga alternativet. Ibland fick en eller två skådespelare i gruppen i uppdrag att välja rätt alternativ 12 gånger. Men trots detta upplevde försökspersonerna extremt obehag över att deras åsikt inte stämde överens med majoritetens åsikt.
Som ett resultat var 75 % av eleverna inte redo att motsätta sig majoritetens åsikt minst en gång - de pekade på ett falskt alternativ, trots den uppenbara visuella inkonsekvensen i raderna. 37 % av alla svar var falska och endast en försöksperson från en kontrollgrupp på trettiofem personer gjorde ett misstag. Dessutom, om deltagarna i gruppen inte höll med eller när det fanns två oberoende försökspersoner i gruppen, minskade sannolikheten att göra ett misstag fyra gånger.
Vad säger detta om oss?
Människor är starkt beroende av åsikten från gruppen där de är. Även om det strider mot sunt förnuft eller vår övertygelse, betyder det inte att vi kommer att kunna motstå det. Så länge det till och med finns ett spöklikt hot om fördömande från andra, kan det vara mycket lättare för oss att dränka vår inre röst än att försvara vår position.
The Good Samaritan Experiment, 1973
Liknelsen om den barmhärtige samariten berättar hur en resenär vederlagsfritt hjälpte en skadad och rånad man på vägen, som alla andra gick förbi. Psykologerna Daniel Baston och John Darley bestämde sig för att testa hur mycket sådana moraliska imperativ påverkar en persons beteende i en stressig situation.
En grupp seminariestudenter fick höra liknelsen om den barmhärtige samariten och ombads sedan att hålla en predikan om vad de hade hört på en annan campusbyggnad. Den andra gruppen fick i uppdrag att förbereda ett tal om olika arbetstillfällen. Samtidigt ombads några av försökspersonerna att särskilt skynda sig på vägen till publiken. På väg från en byggnad till en annan mötte eleverna en man som låg på marken i en tom gränd som såg ut att behöva hjälp.
Det visade sig att eleverna som förberedde talet om den barmhärtige samariten på vägen reagerade på en sådan nödsituation på samma sätt som den andra gruppen av försökspersoner – bara tidsbrist påverkade deras beslut. Endast 10 % av seminaristerna som ombads komma till klassrummet så snart som möjligt hjälpte en främling – även om det inte var långt innan de hörde en föreläsning om vikten av att hjälpa en granne i en svår situation.
Vad säger detta om oss?
Det är förvånansvärt lätt för oss att överge religion eller andra etiska krav när det passar oss. Människor tenderar att motivera sin likgiltighet med orden "det här rör mig inte", "Jag kan fortfarande inte hjälpa någonting" eller "de kommer att klara sig här utan mig." Oftast händer detta inte under katastrofer eller krissituationer, utan under vardagslivet.
The Indifferent Bystander Experiment, 1968
1964 slutade en kriminell attack mot en kvinna, som upprepades två gånger inom en halvtimme, med hennes död på väg till sjukhuset. Mer än ett dussin personer blev vittnen till brottet (i sin sensationella publikation pekade tidningen Time av misstag på 38 personer), och ändå brydde sig ingen om att behandla händelsen med vederbörlig uppmärksamhet. Baserat på dessa händelser beslutade John Darley och Beebe Latane att genomföra sitt eget psykologiska experiment.
De bjöd in volontärer att delta i diskussionen. I hopp om att extremt känsliga frågor skulle diskuteras ombads de överenskomna deltagarna att kommunicera på distans - med intercom. Under samtalet simulerade en av samtalspartnerna ett epileptiskt anfall, som tydligt kunde kännas igen av ljuden från högtalarna. När samtalet ägde rum en-mot-en, reagerade 85 % av försökspersonerna livligt på det inträffade och försökte hjälpa offret. Men i en situation där deltagaren i experimentet trodde att utöver honom deltog ytterligare 4 personer i samtalet, var det bara 31 % som orkade göra ett försök att på något sätt påverka situationen. Alla andra tyckte att någon annan borde göra det.
Vad säger detta om oss?
Om du tror att ett stort antal människor runt omkring dig säkerställer din säkerhet är det inte alls så. Folkmassan kan vara likgiltig för andras olycka, särskilt när människor från marginalgrupper befinner sig i en svår situation. Så länge det finns någon annan i närheten flyttar vi gärna ansvaret för vad som händer honom.
Stanford Prison Experiment, 1971
Den amerikanska flottan ville bättre förstå karaktären av konflikter i sina kriminalvårdsanläggningar, så avdelningen gick med på att betala för ett experiment av beteendepsykologen Philip Zimbardo. Forskaren utrustade Stanford Universitys källare som ett fängelse och bjöd in manliga volontärer att ta på sig rollerna som vakter och fångar, som alla var universitetsstudenter.
Deltagarna fick klara ett test för hälsa och mental stabilitet, varefter de delades upp genom lottning i två grupper om 12 personer - övervakare och fångar. Vakterna bar uniformer från militäraffären som speglade fängelseövervakarnas faktiska uniformer. De fick också träklubbor och spegelsolglasögon, bakom vilka de inte kunde se sina ögon. De intagna försågs med obekväma kläder utan underkläder och gummitofflor. De ringdes bara upp av de nummer som var fastsydda på uniformen. De kunde inte heller ta bort de små kedjorna från anklarna, som ständigt skulle påminna dem om deras fängelse. I början av experimentet fick fångarna åka hem. Därifrån ska de ha arresterats av delstatspolisen, som underlättade experimentet. De gick igenom proceduren med att ta fingeravtryck, fotografera och läsa upp sina rättigheter. Sedan kläddes de av, undersöktes och tilldelades nummer.
Till skillnad från de intagna arbetade vakterna i skift, men många av dem gick glatt till övertid under experimentet. Alla försökspersoner fick $ 15 per dag ($ 85 inflation justerat för 2012). Zimbardo själv agerade som fängelsets chefsadministratör. Experimentet var tänkt att pågå i 4 veckor. Vakterna fick en och enda uppgift - en förbifart av fängelset, som de kunde utföra som de ville, men utan att använda våld mot fångarna.
Den andra dagen genomförde fångarna ett upplopp, under vilket de barrikaderade ingången till cellen med sängar och retade vakterna. De svarade med att använda brandsläckare för att stilla oroligheterna. Snart tvingade de redan sina åklagare att sova nakna på bar betong, och möjligheten att använda duschen blev ett privilegium för fångarna. Fruktansvärda ohälsosamma förhållanden började spridas i fängelset - fångar nekades tillgång till toaletten utanför cellen, och hinkarna de använde för att lindra behoven förbjöds att tas bort som straff.
Var tredje vakt visade sadistiska böjelser – fångarna mobbades, en del tvingades tvätta avloppstunna med bara händer. Två av dem var så mentalt traumatiserade att de var tvungna att uteslutas från experimentet. En av de nya deltagarna, som ersatte de avhoppade, blev så chockad över vad han såg att han snart hungerstrejkade. Som vedergällning placerades han i en trång garderob – en ensamcell. Andra fångar fick välja att ge upp filtar eller lämna bråkstaben ensam över natten. Endast en person gick med på att donera sin komfort. Ett 50-tal observatörer tittade på arbetet i fängelset, men bara flickan Zimbardo, som kom för att genomföra flera intervjuer med deltagarna i experimentet, var upprörd över vad som hände. Stamford-fängelset stängdes sex dagar efter att människor skickats dit. Många vakter beklagade att experimentet avslutades i förväg.
Vad säger detta om oss?
Människor accepterar mycket snabbt de sociala roller som ålagts dem och rycks så mycket av sin egen makt att gränsen för vad som är tillåtet i förhållande till andra snabbt raderas från dem. Deltagarna i Stanford-experimentet var inte sadister, de var bara vanliga människor. Som kanske många nazistiska soldater eller tortyrtillsyningsmän i Abu Ghraib-fängelset. Högre utbildning och stark psykisk hälsa hindrade inte försökspersonerna från att använda våld mot de människor som de hade makt över.
Milgram-experimentet, 1961
Under Nürnbergrättegångarna motiverade många dömda nazister sina handlingar med att de helt enkelt följde någon annans order. Militär disciplin tillät dem inte att lyda, även om de inte gillade instruktionerna själva. Nyfiken på dessa omständigheter bestämde sig Yale-psykologen Stanley Milgram för att testa hur långt människor kan gå för att skada andra, om det är en del av deras jobb.
Deltagare i experimentet rekryterades mot en liten avgift bland frivilliga, av vilka ingen väckte oro bland försöksledarna. Allra i början ska rollerna som "elev" och "lärare" utspelas mellan ämnet och den specialutbildade skådespelaren, och ämnet fick alltid den andra rollen. Därefter knöts skådespelaren-"eleven" demonstrativt till en stol med elektroder, och "läraren" fick en inledande strömurladdning på 45 V och fördes till ett annat rum. Där satt han bakom en generator, där 30 strömbrytare var placerade från 15 till 450 V med ett steg på 15 V. Under kontroll av försöksledaren - en man i vit rock som var i rummet hela tiden - "läraren " fick kontrollera uppsättningens memorering av de "student"-par av föreningar som lästes upp för honom i förväg. För varje misstag fick han ett straff i form av en strömurladdning. För varje nytt fel ökade kategorin. Alternativknappsgrupperna har signerats. Den sista bildtexten sa följande: "Farligt: ett svårt slag." De två sista radioknapparna låg utanför grupperna, var grafiskt åtskilda och markerade med en "X X X"-markör. "Eleven" svarade med fyra knappar, hans svar angavs på en ljustavla framför läraren. "Läraren" och hans församling var åtskilda av en tom vägg.
Om "läraren" tvekade när han tilldelade ett straff, övertalade experimentatorn, vars uthållighet ökade när tvivel ökade, med hjälp av speciellt förberedda fraser honom att fortsätta. Samtidigt kunde han inte hota "läraren" på något sätt. När man nådde 300 volt hördes tydliga slag mot väggen från "student"-rummet, varefter "studenten" slutade svara på frågor. Tystnad i 10 sekunder tolkades av försöksledaren som ett felaktigt svar, och han bad om att få öka slagkraften. Vid nästa urladdning på 315 volt upprepades ännu mer ihållande slag, varefter "studenten" slutade svara på frågor. Lite senare, i en annan version av experimentet, var rummen inte lika starkt ljudisolerade och "studenten" varnade i förväg för att han hade hjärtproblem och klagade två gånger på dålig hälsa vid urladdningar på 150 och 300 volt. I det senare fallet vägrade han att fortsätta sitt deltagande i experimentet och började skrika högt bakom väggen när nya slag tilldelades honom. Efter 350 V slutade han att ge livstecken och fortsatte att ta emot strömurladdningar. Experimentet ansågs avslutat när "läraren" tillämpade högsta möjliga straff tre gånger.
65 % av alla försökspersoner nådde den sista omkopplaren och slutade inte förrän försöksledaren bad dem att göra det. Bara 12,5 % vägrade fortsätta direkt efter att offret knackat på väggen för första gången - alla andra fortsatte att trycka på knappen även efter att svaren slutat komma bakom väggen. Senare genomfördes detta experiment många fler gånger - i andra länder och omständigheter, med eller utan ersättning, med manliga och kvinnliga grupper - om de grundläggande grundläggande förutsättningarna förblev oförändrade nådde minst 60% av försökspersonerna slutet av skalan - trots sin egen stress och obehag.
Vad säger detta om oss?
Även om de var allvarligt deprimerade, i motsats till experternas alla prognoser, var den överväldigande majoriteten av försökspersonerna redo att utföra dödliga elektriska stötar genom en främling bara för att det fanns en man i vit rock i närheten som sa åt dem att göra det. De flesta människor har förvånansvärt lätt att följa myndigheternas ledning, även om det får förödande eller tragiska konsekvenser.
| 21-36
I laboratoriet genomfördes fem experiment för att observera diffraktion med olika diffraktionsgitter. Vart och ett av gittren belystes av parallella strålar av monokromatiskt ljus med en viss våglängd. I samtliga fall inföll ljuset vinkelrätt mot gallret. I två av dessa experiment observerades samma antal huvuddiffraktionsmaxima. Ange först numret på experimentet där ett diffraktionsgitter med en kortare period användes och sedan numret på experimentet där ett diffraktionsgitter med en längre period användes.
| siffra experimentera | Diffraktionsperiod | Våglängd infallande ljus |
|---|---|---|
| 1 | 2d | |
| 2 | d | |
| 3 | 2d | |
| 4 | d / 2 | |
| 5 | d / 2 |
Lösning.
Villkoret för interferensmaxima för diffraktionsgittret är följande: Gittren kommer att ge samma antal maxima, förutsatt att dessa maxima observeras i samma vinklar. Från tabellen finner vi att i experiment 2 och 4 samma antal maxima observeras så att nummer 4, gallret nummer 2 har en större period.
Svar: 42.
Svar: 42
Källa: Utbildningsarbete i fysik 2017-04-28, alternativ FI10503
Det optiska schemat är ett diffraktionsgitter och en skärm placerad i närheten parallellt med den. En parallell stråle av vitt ljus som är synligt för ögat faller normalt på gallret.
Välj rätt påstående, om något.
A. Denna optiska design gör att en uppsättning regnbågsdiffraktionsfransar kan observeras på skärmen.
B. För att få en bild av diffraktionsmaxima på skärmen är det nödvändigt att installera en uppsamlingslins i ljusstrålens bana, i vars fokalplan ett diffraktionsgitter måste placeras.
1) endast A
2) endast B
4) varken A eller B
Lösning.
Diffraktionsgittret ger maxima i de riktningar som specificeras av villkoret där är gitterperioden, och är ordningen för maximum. Som du kan se beror detta tillstånd på våglängden, därför bryts ljus med olika frekvenser av diffraktionsgittret på ett något annorlunda sätt. Detta gör det i princip möjligt att se regnbågens spektrum av ljus.
Men alla strålar som motsvarar ett visst maximum och en viss våglängd, efter att ha passerat genom diffraktionsgittret, utbreder sig parallellt med varandra och bildar därigenom en parallell ljusstråle. En sådan parallell stråle kan inte ge en tydlig bild på en närliggande skärm, därför visar sig påstående A för detta optiska system vara felaktigt. Situationen skulle räddas av en konvergerande lins, som måste placeras så att dess fokalplan sammanfaller med skärmen. Som ni vet samlar en tunn lins upp eventuell parallell ljusstråle till en punkt som ligger på fokalplanet. Men uttalande B föreslår att en sådan lins ska ställas annorlunda. Därför kan vi dra slutsatsen att B.
Svar: 4.
Svar: 4
Anton
Valentina Gizbrecht 16.06.2016 13:32
Problemtexten säger "kan observeras", därför ingår ögonen i experimentets schema. Varför är då svar A fel?
Anton
"Observera på skärm»
Om du tittar med ögat kommer du att se en regnbåge, men om du sätter skärmen och tittar på den så kommer du inte att göra det.
Ljus med en våglängd på ångström faller normalt på diffraktionsgittret. Ett av huvuddiffraktionsmaxima motsvarar en diffraktionsvinkel på 30 °, och den högsta ordningen i det observerade spektrumet är 5. Hitta perioden för det givna gittret.
Hjälp: 1 ångström = 10 −10 m.
Lösning.
Villkoret för att observera huvudmaxima för diffraktionsgittret har formen I detta problem motsvarar diffraktionsvinkeln den okända ordningen för huvudmaximumet, så att där gitterperioden är okänd, och är ett heltal.
Den högsta ordningen av det observerade spektrumet motsvarar diffraktionsvinkeln, så att gitterperioden är
Genom att ersätta detta värde av perioden med formeln för ordningen för diffraktionsmaximum, får vi det närmaste heltal större än detta värde är 3, därför är gitterperioden
3) Om du minskar våglängden på det infallande ljuset kommer avståndet på skärmen mellan noll och första diffraktionsmaxima att minska.
4) Om du byter ut objektivet mot ett annat med större brännvidd och placerar skärmen så att avståndet från linsen till skärmen fortfarande är lika med linsens brännvidd, då är avståndet på skärmen mellan noll och första diffraktionsmaxima kommer att minska.
5) Om vi ersätter diffraktionsgittret med ett annat med en längre period, kommer vinkeln vid vilken det första diffraktionsmaximum observeras att öka.
Lösning.
m... Strålstrålen efter en tunn lins, enligt reglerna för att konstruera bilder i den, samlas vid en punkt i linsens fokalplan.
d, efter henne okej m en parallell ljusstråle erhålls som rör sig i en sådan vinkel att den maximala storleksordningen bestäms av förhållandet:
Om våglängden för det infallande ljuset ökas, kommer den maximala ordningen för de observerade diffraktionsmaxima inte att öka. 2 - fel.
Om du minskar våglängden för det infallande ljuset, kommer detta enligt den grundläggande ekvationen att leda till en minskning av vinklarna och som en konsekvens kommer avståndet mellan det första och nollmaximumet på skärmen att minska. 3 - sant.
Om vi ersätter diffraktionsgittret med ett gitter med en lång period, kommer detta enligt huvudekvationen att leda till en minskning av vinklarna och som en konsekvens kommer vi att observera det första diffraktionsmaximumet på skärmen i en mindre vinkel. 5 är felaktigt.
Svar: 13.
Vilken figur visar korrekt den relativa positionen för diffraktionsgittret P, linsen L och skärmen E, där diffraktionen av en parallell ljusstråle C kan observeras?
Lösning.
Rätt inbördes arrangemang visas i figur 4. Först bör diffraktion av ljus C i diffraktionsgittret P ske. Efter att ha passerat genom gittret kommer ljuset att gå i flera parallella strålar motsvarande olika diffraktionsmaxima. Sedan är det nödvändigt att samla dessa parallella strålar i fokalplanet, detta görs av uppsamlingslinsen L. Slutligen är det nödvändigt att placera en skärm för att observera fokuserade diffraktionsmaxima på den (i figuren är olika diffraktionsmaxima visas i olika färger för bekvämlighet).
Svar: 4.
Ljus med okänd våglängd faller normalt på ett diffraktionsgitter med en period och ett av huvuddiffraktionsmaxima motsvarar en diffraktionsvinkel på 30°. I det här fallet är den största ordningen av det observerade spektrumet 5. Hitta våglängden för ljuset som faller in på gittret och uttryck det i ångström.
Referens: 1 ångström = 10 −10 m.
Lösning.
Villkoret för att observera huvudmaxima för diffraktionsgittret har formen I detta problem motsvarar diffraktionsvinkeln den okända ordningen för huvudmaximum, så att där våglängden är okänd och är ett heltal.
Den högsta ordningen av det observerade spektrumet motsvarar diffraktionsvinkeln så att våglängden är lika med eller
Genom att ersätta denna olikhet med våglängden i formeln av ordningen för diffraktionsmaximum, får vi det närmaste heltal större än detta värde är 3, så våglängden är
Svar:
Lösning.
Det minsta avståndet genom vilket linjerna upprepas på gittret kallas perioden för diffraktionsgittret. Figuren visar att på det första och andra gallret upprepas slagen efter tre divisioner, på den tredje - efter två och på den fjärde - efter fyra divisioner. Således har diffraktionsgitter nummer 4 den maximala perioden.
Svar: 4
Figuren visar fyra diffraktionsgitter. Diffraktionsgittret har minimiperioden
Lösning.
Det minsta avståndet genom vilket linjerna upprepas på gittret kallas perioden för diffraktionsgittret. Figuren visar att på det första och andra gallret upprepas slagen efter tre divisioner, på den tredje - efter två och på den fjärde - efter fyra divisioner. Således har diffraktionsgitter nummer 3 minimiperioden.
Svar: 3
Diffraktionsgittret, som har 1000 linjer per 1 mm av sin längd, belyses av en parallell stråle av monokromatiskt ljus med en våglängd på 420 nm. Ljuset faller vinkelrätt mot gallret. Nära diffraktionsgittret, omedelbart bakom det, finns en tunn konvergerande lins. Bakom gittret på ett avstånd lika med linsens brännvidd, parallellt med gittret, finns en skärm på vilken diffraktionsmönstret observeras. Välj två sanna påståenden.
1) Den maximala ordningen för de observerade diffraktionsmaxima är 2.
2) Om våglängden för det infallande ljuset ökas, kommer den maximala ordningen för de observerade diffraktionsmaxima att öka.
3) Om du minskar våglängden på det infallande ljuset kommer avståndet på skärmen mellan noll och första diffraktionsmaxima att öka.
4) Om du byter ut objektivet mot ett annat med större brännvidd och placerar skärmen så att avståndet från linsen till skärmen fortfarande är lika med linsens brännvidd, då är avståndet på skärmen mellan noll och första diffraktionsmaxima kommer inte att förändras.
5) Om vi ersätter diffraktionsgittret med ett annat med en längre period, kommer vinkeln vid vilken det första diffraktionsmaximum observeras från sidan av skärmen att minska.
Lösning.
Låt oss först konstruera banan för parallella strålar från källan som passerar genom diffraktionsgittret och linsen till skärmen, där ett spektrum av storleksordningen m(för valfri spektrallinje av kvicksilver med en våglängd). Strålstrålen efter en tunn lins, enligt reglerna för att konstruera bilder i den, samlas vid en punkt i linsens fokalplan.
Enligt den grundläggande ekvationen för avböjningsvinklarna för ljus med en våglängd av ett gitter med en period d efter henne ok m en parallell ljusstråle erhålls som rör sig i en sådan vinkel att den maximala ordningsföljden kommer att observeras vid:
Om våglängden för det infallande ljuset ökas, kommer den maximala ordningen för de observerade diffraktionsmaxima inte att ändras eller minska. 2 - fel.
Om du minskar våglängden på det infallande ljuset kommer detta att leda till en minskning av vinkeln mellan noll och det första diffraktionsmaxima och, som en konsekvens, till en minskning av avståndet mellan noll och första maximum på skärmen. 3 - fel.
Enligt reglerna för att konstruera strålar i en konvergerande lins kommer en lins med stor brännvidd att öka avståndet mellan noll och första maximum. 4 är felaktigt.
Om diffraktionsgittret ersätts av ett gitter med lång period kommer detta att leda till en minskning av vinkeln vid vilken det första diffraktionsmaximum observeras. 5 - sant.
Svar: 15.
I laboratoriet genomfördes fem experiment för att observera diffraktion med olika diffraktionsgitter. Vart och ett av gittren belystes av parallella strålar av monokromatiskt ljus med en viss våglängd. I samtliga fall inföll ljuset vinkelrätt mot gallret. Ange först numret på experimentet där det minsta antalet huvuddiffraktionsmaxima observerades och sedan numret på experimentet där det största antalet huvuddiffraktionsmaxima observerades.
| siffra experimentera | Diffraktionsperiod | Våglängd infallande ljus |
|---|---|---|
| 1 | 2d | |
| 2 | d | |
| 3 | 2d | |
| 4 | d / 2 | |
| 5 | d / 2 |
Lösning.
Villkoret för interferensmaxima för diffraktionsgittret har formen: I detta fall, ju fler, desto färre kommer diffraktionsmaxima att ses. Således observerades det minsta antalet huvuddiffraktionsmaxima i experiment nummer 5, och det största antalet - i experiment nummer 1.
Svar: 51.
Svar: 51
Källa: Utbildningsarbete i fysik 2017-04-28, alternativ FI10504
En monokromatisk ljusstråle infaller normalt på ett diffraktionsgitter med en period, och bakom gittret finns ett objektiv, i vars fokalplan diffraktionsmaxima observeras (se figur). Prickar indikerar diffraktionsmaxima och siffror indikerar deras antal. Diffraktionsvinklarna är små.
Detta diffraktionsgitter ersätts växelvis med andra diffraktionsgitter - A och B. Upprätta en överensstämmelse mellan mönstren för diffraktionsmaxima och perioderna för de använda diffraktionsgittren.
| DIFFRAKTION MAXIMUM DIAGRAM | DIFFRAKTIONSGALLERPERIOD | |
| A | B |
