IDEA!?: 在arXiv搜索 Cellular automaton quantum walk 得到的结果
高中动态电路的一个问题
在闭合电路的欧姆定律那一节,出现一个简单的问题。三个电阻并联,当一个电阻变化后,问其他两个电阻所在支路的电流变化情况如何?
根据并同串反法,并联则变化相同。因一个电阻变小,其余两个电阻与之并联,则它们的电压、电流都会变小。
但是有一个问题,如果一路电阻变小,则总店电阻变小,总电流则增大,则电源分压变多,路端电压变小,因其他两个电阻不变,则其他两路电流变小。这个结论毫无问题。
如果一路电阻变大,则总店电阻变大,总电流则变小,则电源分压变小,路端电压变大,因其他两个电阻不变,则其他两路电流变大。
如果一路变断路,则何为?
根据分析,应该是断路这路电阻变成无穷大,根据并同串反,则应该另两路电流变大。具体分析为,因总电阻变大,总电流变小,电源分压变小,路端电压变大,其他两个电阻不变,则其他两路电流变大。
但此时,总电流即为另两路电流之和,因此总电流应该变大。
出现矛盾!
这个矛盾看起来很神奇,其实剖开来看就清楚了。假设R1断路,则总电阻变大,总电流变小,流过此路的电流为0,这没问题。
另外两路的R2、R3的电流都增大,但加起来得到的总电流依然比以前的总电流小。所以,刚才斜体部分的陈述是想当然的结论,是错误的。
我们可以通过看图来直观感受。让R1+999999999欧姆,可以当作断路来看,则可以通过图像看到各路的电流变化,如下图:
以下是Mathematica模拟的图像,可以把图像放大查看。
【TED】物理新纪元 [转载]
本文的全文是由《赛先生》整理,全文如下:(点我看原链接)
物理学界最近出现了一种令人不安且饱受争议的看法:我们正在逼近人类通过科学所能了解这个世界的绝对极限。近日,欧洲核子研究中心 (CERN) 的粒子物理学家 Harry Cliff 参加了一场TED演讲,期间谈到了两个对于我们宇宙存在来说极为关键的两个量。倘若有任何的微变,这个世界或许都将不复存在。
“在未来的几年里,我们可能会知道自己是否能够继续扩展我们对这个世界的了解,也许我们将在科学史上首次遇到无法回答的问题。”来自欧洲核子研究中心 (CERN) 的粒子物理学家 Harry Cliff 最近在瑞士日内瓦的一次TED演讲上讲到,“这并不是说我们的大脑不够聪明或者技术无法满足,而是由物理学定律本身决定的。”
在 Cliff 的观点里,有两个被视为宇宙中最危险的量。它们决定着我们在世间所见一切物质、结构和生命的存在。倘若这两个量有细微的变化,那么宇宙万物都将不复存在,这里将一片死寂。
第一个量:希格斯场的强度
Cliff 所言的第一个危险数值代表着物理学家称之为希格斯场的强度。这是一种无形的能量场,与其他磁场稍有不同,它充斥着整个宇宙。我们既看不见,也摸不着,但是如果没有它,我们也无法存在。
当粒子畅游在希格斯场中,它们会获得质量并最终成为质子、中子以及电子这些组成你我的基本单位。如果没有希格斯场,那么一切都将灰飞烟灭。
教育:物理实验方法归类
注:内容整理自网络,我修改了部分内容和版式,以飨读者。
研究物理的科学方法有许多,经常用到的有观察法、实验法、比较法、类比法、等效法、转换法、控制变量法、模型法、科学推理法等。研究某些物理知识或物理规律,往往要同时用到几种研究方法。
如在研究电阻的大小与哪些因素有关时,我们同时用到了观察法(观察电流表的示数)、转换法(把电阻的大小转换成电流的大小、通过研究电流的大小来得到电阻的大小)、归纳法(将分别得出的电阻与材料、长度、横截面积、温度有关的信息归纳在一起)和控制变量法(在研究电阻与长度有关时控制了材料、横截面积)等方法。可见,物理的科学方法问题无法细致的分类。只能根据题意看题中强调的是哪一过程,来分析解答。
下面我们将一些重要的实验方法进行一下分析。
一、控制变量法
物理学研究中常用的一种研究方法——控制变量法。
所谓控制变量法,就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制,使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化,最终解决所研究的问题。
可以说任何物理实验,都要按照实验目的、原理和方法控制某些条件来研究。如:导体中的电流与导体两端的电压以及导体的电阻都有关系,中学物理实验难以同时研究电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系,而是在分别控制导体的电阻与导体两端的电压不变的情况下,研究导体中的电流跟这段导体两端的电压和导体的电阻的关系,分别得出实验结论。通过学生实验,让学生在动脑与动手,理论与实践的结合上找到这“两个关系”,最终得出欧姆定律I=U/R。为了研究导体的电阻大小与哪些因素有关, 控制导体的长度和材料不变,研究导体电阻与横截面积的关系。为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,保证压力相同时,研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
利用控制变量法研究物理问题,注重了知识的形成过程,有利于扭转重结论、轻过程的倾向,有助于培养学生的科学素养,使学生学会学习。中学物理课本中,蒸发的快慢与哪些因素的有关;滑动摩擦力的大小与哪些因素有关;液体压强与哪些因素有关;研究浮力大小与哪些因素有关;压力的作用效果与哪些因素有关;滑轮组的机械效率与哪些因素有关;动能、重力势能大小与哪些因素有关;导体的电阻与哪些因素有关;研究电阻一定、电流与电压的关系;研究电压一定、电流和电阻的关系;研究电流做功的多少跟哪些因素有关系;电流的热效应与哪些因素有关;研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系等均应用了这种科学方法。
iThink:又见阿基里斯追乌龟
今天在网易公开课上看到了“阿基里斯与乌龟赛跑”这一个小视频。这个悖论早已经出现了各式各样的解答了,但是人们到现在依然没有达成一致的意见。
我还是老意见:因为时间不能无限划分,所以阿基里斯可以追上乌龟。时间是本质的,而其他的物理量,比如空间等,都是时间的表现。或者,反过来看,空间也许是本质的,而时间是空间的表现。这两个只有一个是本质的,而不是两个;或者两者都不是最本质的,而存在着其他更本质的东西。