Визуализация искажения пространства-времени телом, имеющим массу.

Визуализация искажения пространства-времени телом, имеющим массу.

Выполнили учащиеся 8 класса Б

МБОУ Лицея №3:

Анашкина Анастасия

Артамонов Иван

Лапкина Мария

Низамутдинов Руслан

Саушкина Алина

Учитель: Шмонова Т.М.

г.Саров, Нижегородская область

2018 г

Экспериментариум-

это коробка с деталями и материалами для проведения экспериментов по теме «Визуализация гравитации и искривления пространства времени» .

Цель нашего экспериментариума – познакомить учащихся через практические занятия с гравитацией и искривлением пространства времени.

Коробка собрана так, чтобы она:

• была недорогой;
• оставляла пространство для творчества;
• масштабировалась на разные вкусы и темпы подачи материала;
• позволяла провести несколько уроков по данной теме;

Учитель может провести со школьником:

• лабораторный урок;
• создание олимпиадных задач;
• проведение инженерных игр;
• давать домашнее задание.

Опыт №1

При размещении массы на пространственно-временном континууме, будет происходить искривление полотна пространства-времени.

Наш опыт:

• шар, имеющий конечную массу, размещается на эластичной ткани
• под действием гравитации шар деформирует ткань
• образуется углубление геометрически схожее с фигурой - обратный конус

Это углубление и есть визуализация явления искривления континуума пространства-времени телом, имеющим массу

Рассмотрим случай размещения на пространственно-временном континууме двух и более тел имеющих разную массу:

• масса тела пропорциональна величине искривления, значит тела меньшей массы будут двигаться в сторону тел большей массы
• также тела большей массы испытывают силы притяжения тел меньшей массы

Наш опыт:

• два шара имеющих различные массы размещаются на поверхность эластичной ткани
• каждый шар образует углубление геометрически схожее с фигурой - обратный конус

В итоге шар, имеющий меньшую массу, скатится в углубление образованное шаром, имеющим большую массу.

Опыт №2

Опыт №3

Рассмотрим случай размещения на пространственно-временном континууме нескольких тел, находящихся в движении:

• спустя некоторое время в поле зрения останутся только тела, движущиеся по идеальной траектории -единственно возможная из множества стабильных траекторий

Наш опыт:

• возьмём несколько шаров, причём масса одного из них много больше остальных
• бросаем их на ткань под углом менее 15 градусов относительно горизонта

В итоге, в движении останутся только те шары, которые имеют идеальную траекторию, а остальные скатятся в углубление, созданное телом наибольшей массы.

Опыт №4

Знаменитые опыты Резерфорда по рассеянию α-частиц на тяжелых ядрах сыграли исключительную роль в развитии представлений о строении атома. В этих опытах α-частицы, испускаемые радиоактивным источником, пропускались через тонкие пленки золота и других металлов. При прохождении через пленки α-частицы отклонялись от первоначального направления на различные углы.

Опыт №4

• Материалы: шарики различной массы, обруч, нейлон, штативы, палочка.
• Цель: наглядно продемонстрировать опыт Резерфорда по рассеянию α-частиц.

В нашем опыте шарики заменяют α-частицы.

Шарики, которым сообщают скорость в горизонтальном направлении , катятся по горизонтальной плоскости, «взбираются» на горку определенного профиля, а затем скатываются с нее вновь на горизонтальную плоскость. Профиль горки должен быть таким, чтобы потенциальная энергия шариков изменялась по тому же закону, что и потенциальная энергия α-частиц в поле положительно заряженного атомного ядра.

Состав набора

• Обруч(Разборный) – 1 шт.
• Прищепка – 11 шт.
• Самодельный штатив – 6 шт.
• Шарик металлический – 2 шт. (d = 20)
• Шарик стеклянный – 1 шт. (d= 50)
• Шарик из подшипника – 20 шт. (d=5-10)
• Ткань трикотажная 100x100 – 1 шт.

Финансово-экономическое обоснование набора- около двух тысяч рублей

Гравитация и время практически не связаны.

Впрочем, у гениального физика современности Стивена Хокинга есть другая точка зрения. Но это уже совсем другая история…

Дело в том, что само это поле может действовать на пространство, но на время повлиять не в состоянии.

Спасибо за внимание!