Διαγωνισμός CERN (2015): Μια δέσμη για σχολεία

Απαντήσεις σε αυτή τη συζήτηση
Permalink Απάντηση από τον/την Ανδρέας Βαλαδάκης στις 6 Απρίλιος 2015 στις 19:00

Αγαπητοί φίλοι

αναζήτησα τη γερμανική λέξη που χρησιμοποιεί ο Αϊνστάιν και η οποία στα αγγλικά έχει αποδοθεί ως postulate και στα ελληνικά ως αξίωμα. Η γερμανική λέξη είναι: voraussetzung. Δε γνωρίζω γερμανικά. Βρήκα ωστόσο ότι η πρώτη σημασία αυτή της λέξης είναι “προϋπόθεση”. Ίσως με αυτή τη σημασία πρέπει να αντιληφθούμε το νόημά της στα ελληνικά. Από αυτή προκύππτει συνεκδοχικά: απαίτηση, αξίωση, αξίωμα.

Ανδρέας Βαλαδάκης

Permalink Απάντηση από τον/την Διονύσης Μάργαρης στις 6 Απρίλιος 2015 στις 20:19

Καλησπέρα Ανδρέα.

Τις ευχές μου για καλή επιτυχία και μια νέα διάκριση.

Permalink Απάντηση από τον/την Διονύσης Μάργαρης στις 6 Απρίλιος 2015 στις 20:57

Θρασύβουλε η συζήτηση που παραπονιέσαι παραπάνω ότι… χάθηκε, νομίζω ότι είναι αυτή:

Η φύση του φωτός.

Permalink Απάντηση από τον/την Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας στις 7 Απρίλιος 2015 στις 15:30

Ανδρέα καλησπέρα

Θυμήθηκα . . . . Έτος 2005 και «Τέσσερεις φυσικοί για τον Αϊνστάιν . Συζητούν, διαφωνούν και συνθέτουν». Ναπολέων Παπαδόπουλος, Παναγιώτης Σκούντζος, Ανδρέας Βαλαδάκης και ένας ακόμα Ανδρέας.

Αυτό που επιχειρείς τώρα με τους μαθητές, το πείραμα με τα ουδέτερα πιόνια τα οποία διασπώμενα θα δίνουν φωτόνια γ , το βλέπω σαν μια εμπειρία ενδιαφέρουσα και νά σαι καλά να κάνεις διάφορα καλά πράγματα

Ο όρος “ΑΡΧΗ” κληρονομιά της φιλοσοφίας, ο όρος “ΑΞΙΩΜΑ” κληρονομιά των μαθηματικών.  Στο κείμενο εκείνο των 30 σελίδων ο Αϊνστάιν χρησιμοποιεί τον όρο prinzip .  Das Relativitäts-prinzip  und  das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindig-keit. Θα μπορούσαμε να το αποδώσουμε «Η Αρχή της Σχετικότητας και η Αρχή της σταθερότητας της ταχύτητας του φωτός».

Τα προτείνει ως δύο «δικές του» εκτιμήσεις – θεωρήσεις – σκέψεις αλλά το σημαντικό είναι ότι η πρώτη είναι τολμηρή δεδομένου ότι διευρύνει το αποδεκτό μέχρι τότε « Οι νόμοι της Μηχανικής ισχύουν για όλα τα αδρανειακά συστήματα» σε « ΟΛΟΙ οι νόμοι, τόσο της Μηχανικής όσο και της Ηλεκτροδυναμικής,  ισχύουν για όλα τα . . .» .  Όσο για την άλλη prinzip,  για την ταχύτητα του φωτός,  αυτή είναι,  για την κοινή λογική της εποχής , περίπου αυθάδης . Η ταχύτητα ενός σώματος είναι σχετική όπως και η Αλήθεια. Αλλάζει όταν αλλάξει το Σύστημα αναφοράς. Υπάρχει όμως «κάτι» που είναι ένα είδος Αλήθειας και δεν εξαρτάται από το Σύστημα αναφοράς. Και αυτό το «κάτι» είναι η ταχύτητα του φωτός.

Θρασύβουλε καλησπέρα

Πριν από κάποια χρόνια είχα διαβάσει ένα βιβλίο το οποίο – όλο το βιβλίο-  είναι ένας διάλογος ανάμεσα σε δύο Γάλλους στοχαστές, ο ένας μαθηματικός ο Αλαίν Κον, ο άλλος βιολόγος ο  Ζαν Πιερ Σανζέ, δύο φίλοι οι οποίο διαφωνούν στο τι συμβαίνει με το Σύμπαν. Ο μαθηματικός υποστηρίζει αυτό που υποστηρίζεις κι εσύ ότι «υπάρχει ένα Σύμπαν δομημένο με μαθηματική αρμονία και ο άνθρωπος το ΑΝΑΚΑΛΥΠΤΕΙ»  και το περιγράφει σε γλώσσα μαθηματικών. Ο βιολόγος υποστηρίζει ότι όλο το «αφήγημα» για το Σύμπαν είναι δημιούργημα της ανθρώπινης νόησης. Αυτό που με είχε εντυπωσιάσει είναι ότι ο μαθηματικός με έπειθε και στην συνέχεια ο βιολόγος μου άλλαζε την άποψη για να πάρει στη συνέχεια τον λόγο ο μαθηματικός και να με ξαναπείσει και αμέσως μετά ο Σανζέ, ο βιολόγος. Το βιβλίο μου άρεσε τόσο που το μετέφρασα από τα γαλλικά στα ελληνικά και μάλιστα εκδόθηκε από τις εκδόσεις Κάτοπτρο με τίτλο «Τα Μαθηματικά και ο Εγκέφαλος».Ωστόσο ζορίστηκα στη μετάφραση και ζήτησα τη βοήθεια ενός φίλου μαθηματικού και ενός βιολόγου.

Μου άρεσε πάρα πολύ η διατύπωση «Το φωτόνιο είτε υπάρχει και διαδίδεται σε κενό είτε εκπέμπεται είτε απορροφιέται. Όταν υπάρχει μόνο τρέχει με c. Αλλιώς δεν υπάρχει»

Έκτιμώ πως  όταν  το φως ταξιδεύει στο  γυαλί  τα φωτόνια έχουν την μόνη ταχύτητα που μπορεί να έχει ένα φωτόνιο, την c. Αναρωτιέμαι μήπως πρέπει να ξεχωρίσουμε την έννοια «ταχύτητα μιας φωτεινής δέσμης στο γυαλί» ( η οποία χρησιμοποιείται και για τις μετρήσεις του δείκτη διάθλασης του γυαλιού αλλά και από την Αρχή του Φερμά που δίνει μια ερμηνεία στο «γιατί λυγίζει» η φωτεινή δέσμη)  από την έννοια «ταχύτητα των φωτονίων» η οποία είναι πάντα και μόνο η c.

ο Ανδρέας

Permalink Απάντηση από τον/την Θρασύβουλος Μαχαίρας στις 7 Απρίλιος 2015 στις 23:50

Καλησπέρα Αντρέα… Καλησπέρα Αντρέα…

Τραχύς ο λόγος μου αλλά πάρτε τον ως κακοτεχνία δικιά μου που δεν απέδωσε για μια ακόμη φορά όσα σκεφτόμουνα (συνηθισμένο εξάλλου αν δε τον σβήσω και δεν  τον ξαναγράψω πολλές φορές το λόγο μου).

Αντρέα (Βαλ) τα πιόνια απλά θα παράγουν φωτόνια λόγω ενέργειας ή λόγω αλληλεπίδρασης με το κενό. Τα φωτόνια όμως υπάρχουν λόγω ταχύτητας. Άρα πάντα θα τρέχουν με c (ταχύτητα φωτός σε κενό). Οι παρατηρητές είναι ασήμαντοι καθώς και οι μετασχηματισμοί Λόρεντζ. Τα φωτόνια είναι αλληλεπίδραση και μια αλληλεπίδραση δεν ξέρω αν έχει παρατηρητές στον τρόπο διάδοσής της…

Τα φωτόνια αν δεν τρέξουν με c θα αποκτήσουν μάζα ηρεμίας και αυτό δεν είναι καθόλου καλό για τη θεωρία μας

Αντρέα (Κασ) ήδη ως Δάσκαλος έπιασες όχι μόνο τις επιλογές μου αλλά και τα γραφήματά μου.

α) Ανάμεσα στο Μαθηματικό Κον και το Βιολόγο Σανζέ, επιλέγω το Μαθηματικό Κον. Ο Κόσμος έχει τα Μαθηματικά ως δομή και ως προϋπάρχουσα πραγματικότητα και όχι ως βιολογική αποτύπωση ενός πλάσματος που εκλιπαρεί να υπάρξει με αξία συνείδησης…

β) Θα αγοράσω αύριο κιόλας το βιβλίο που μετέφρασες γιατί σε θεωρώ εγγύηση απόδοσης

γ) Έχεις απόλυτο δίκιο! Άλλο το φωτόνιο και άλλο η δέσμη. Κάποτε είχα γράψει ότι είναι άλλο η σαρδέλα και άλλο το κοπάδι με σαρδέλες (μακάρι να δώσει το σύνδεσμο ο Διονύσης ή ο Γιάννης για του λόγου το ασφαλές)…

Οι νόμοι ανάκλασης και διάθλασης κ.λπ ισχύουν για τα κοπάδια. Όπως για τα κοπάδια φωτονίων ισχύει και ο Maxwell με προσέγγιση. Για όλα όμως, άρα και για το ένα φωτόνιο, ισχύει μόνο η QED.

Ο Maxwell και η QED έχουν την ίδια σχέση όπως ο Νεύτωνας με τον Αινστάιν στη γενική σχετικότητα…

Ούτε ανακλαση υπάρχει στην QED και άρα στην πραγματικότητα που σήμερα κατέχουμε ούτε διάθλαση με συντελεστές διάθλασης και λοξές πορείες φωτός. Τα φωτόνια δεν έχουν πορείες… Οι δέσμες φωτονίων έχουν συμπεριφορά κοπαδιού… Δηλαδή ερμηνεία Maxwell…

Ο Fermat δεν είναι ούτε αρχή ούτε αξίωμα. Είναι η λειτουργία ενός κοπαδιού σαρδέλων επειδή η μια σαρδέλα έχει τη συμπεριφορά που ορίζει η QED…

Permalink Απάντηση από τον/την Θρασύβουλος Μαχαίρας στις 8 Απρίλιος 2015 στις 1:34

Ξέρεις και τί άλλο σκέφτομαι Αντρέα (Κασ) και Αντρέα (Βαλ)

Υπήρξα πάντα αυστηρός με όλα…Αν τώρα φανούμε ελαστικοί και αφήσουμε περιθώρια να αναφερόμαστε σε δύο αποτυπώσεις συμπεριφοράς φωτός, μια με λύγισμα κοπαδιού φωτονίων λόγω Φερμα και μια σε συμπεριφορά ενός μόνο φωτονίου λόγω QED, σε λίγο θα τα χάσουμε όλα.

Είμαι αυστηρός και το βλέπετε πόσο κακός γίνομαι στο δίκτυο (κάτι που μου στοιχίζει) γιατί πρέπει να προστατευθούν οι αξίες και όχι οι εγωισμοί…

Δε νομίζω ότι πρέπει να πάμε σε περιθώρια ανοχής, αλλά σε μαθηματική αυστηρότητα συμπεριφοράς Φυσικών και Μαθηματικής Δομής Κόσμου.

Άλλο το κοπάδι σαρδέλων και άλλο η σαρδέλα…. Υπάρχει ο maxwell με όλο το κοπάδι της θεωρίας του…. Υπάρχει και η QED του Φάυμαν που τα εξηγεί όλα

Αλλά το αν κοπάδι και η σαρδέλα έχουν ίδια δομή που εξηγείται από μια και μόνο θεωρία και που ο Φυσικός πρ΄πει να κατέχει, είναι δικιά μας ευθύνη…

Το φωτόνιο ακολουθεί πιθανότητες που δικαιολογούν ΚΑΙ τη συμπεριφορά αγέλης φωτονίων… Η ανάκλαση Νεύτωνα και o νόμος διάθλασης του Snell dεν υπάρχει περίπτωση Αντρέα και Αντρέα να τον δεχτώ ως περίτεχνες ερμηνείες Φύσης. Μόνο Μαθηματικές ερμηνειες αντέχω…

Permalink Απάντηση από τον/την Κυριακόπουλος Γιάννης στις 8 Απρίλιος 2015 στις 11:40

Η συζήτηση με τη σαρδέλα.

Ευχές για κάθε επιτυχία στον Ανδρέα και τα παιδιά.

Permalink Απάντηση από τον/την Θρασύβουλος Μαχαίρας στις 8 Απρίλιος 2015 στις 13:26

Γιάννη τί να πω;;; Απλά σε ευχαρισστώ…

Το φωτόνιο Αντρέα, δε μπορεί να ξεχωριστει με άλλη λειτουργία από το φως του “δήθεν πλήθους¨”.

Δε μου είναι ευχάριστο να μου λες να αλλάξω τη συμπεριφορά της μονάδας από το πλήθος.

Η “ψυχολογία” της σαρδέλασ καθορίζει το σχημαστισμό του κοπαδιού. Αν τα ξεχωρίσω θα γίνει το συνηθισμένο χάος απόδοσης από Φυσικούς που απλά θα φλυαρούν…

Permalink Απάντηση από τον/την Ανδρέας Βαλαδάκης στις 8 Απρίλιος 2015 στις 13:40

Πώς ξέρουμε ότι τα φωτόνια που εκπέμπονται από κινούμενες πηγές κινούνται επίσης με ταχύτητα c, όπως τα φωτόνια που εκπέμπονται από ακίνητες πηγές;

Permalink Απάντηση από τον/την Κυριακόπουλος Γιάννης στις 8 Απρίλιος 2015 στις 14:12

Καλά κάνεις Θρασύβουλε και θέτεις το θέμα.

Καραδοκεί η παρανόηση ότι τα φωτόνια αλλάζουν ταχύτητα ως εάν το νερό τα επιβραδύνει.

Μου έρχεται στο μυαλό απλουστευτικό (και ενδεχομένως επικίνδυνο) ανάλογο:

Κάτι σαν σκυταλοδρομία.

Permalink Απάντηση από τον/την Θρασύβουλος Μαχαίρας στις 8 Απρίλιος 2015 στις 19:40

α) Ως πείραμα που νομίζω έχει γίνει

β) Ως δομή θεωρίας μαθηματικής που αν δε συμβεί αυτό που λες Αντρέα θα καταρρεύσει η θεωρία (σχετικότητα)

γ) Ως συνέπεια του ότι αν κάτι παίρνει την ταχύτητα της πηγής του θα πρέπει να αλλάξει τη μάζα ηρεμίας του

δ) Ως υποχρεωτική αλλαγή όλων των κλασικών μετασχηματισμών αν θέλουμε να μιλάμε σωστά

Τελικά Αντρέα ως πίστη στη σχετικότητα…  σε κάτι δηλαδή που ποτέ δεν έπεσε έξω. Αν η πηγή κληρονομούσε την ταχύτητά της σε ότι εκπέμπει τότε δε θα ίσχυε η Σχετικότητα…

Ο Κόσμος έχει όριο ταχύτητας c γιατί έχει μαθηματικές δομές….Και όλες οι θεωρίες Κόσμου από τους περιορισμούς των παραμέτρων και τα πεδία ορισμού  θα ξεκινήσουν να μιλάνε….

Ειλικρινά σέβομαι την επιθυμία σου να αποδείξεις με τους μαθητές σου αυτό που λες. Όμως πιο πάνω από όλους μας βλέπω να στέκεται η δομή.

Χωρίς όριο ταχύτητας ο Κόσμος ούτε υπάρχει ούτε περιγράφεται. Το πρόβλημα είναι πώς η Κβαντομηχανική θα ενσωματώσει τούτο το καταπληκτικό….

Επιγραμματικά για να μη κουράσω: Φωτόνια χωρίς ταχυτητα c (ούτε λιγότερη ούτε περισσότερη από κάποιο όριο δηλαδή που ονομάσαμε c) δεν υφίστανται.

Αλληλεπίδραση χωρίς όρια στην ταχύτητα δράσης της και εμβέλεια στη θεωρητική της περιγραφή, νομίζω ότι δεν υπάρχει

Τελικά υπάρχουν τόσα πράγματα που στηρίζουν τη Σχετικότητα που θα ήταν “αδύνατο” να είναι λ’αθος. Νιώθω σα να σου υπενθυμίζω ότι είναι “αδύνατο” να μην ισχύει η διατήρηση της ορμής επειδή “άργησε” να ανακαλυφτεί το αντινετρίνο του ηλεκτρονίου

Permalink Απάντηση από τον/την Mανώλης Χανιωτάκης στις 9 Απρίλιος 2015 στις 4:00

Ξεκινάω ανάποδα:

Ανδρέα Βαλ.

Πώς ξέρουμε ότι τα φωτόνια που εκπέμπονται από κινούμενες πηγές κινούνται επίσης με ταχύτητα c, όπως τα φωτόνια που εκπέμπονται από ακίνητες πηγές;

——————————

Έχει μετρηθεί ήδη. Από τον De Sitter που μέτρησε την ταχύτητα διπλών αστέρων και είδε οτι τα φωτόνια από τον αστέρα που απομακρύνεται έχουν ίση ταχύτητα με αυτά από τον αστέρα που πλησιάζει.

Επίσης από τους Alvager et. al (το γράφετε και στην πρόταση νομίζω;) που έγινε απευθείας μέτρηση (στον ίδιο επιταχυντή μάλιστα που εύχομαι να κάνετε το καλοκαίρι την μέτρηση κι εσείς!

————————————————————————————————-

Θρασύβουλε:

Καλησπέρα Αντρέα

α) Υπάρχουν αξιώματα σε φυσική θεωρία; Έχει αξιώματα η Σχετικότητα ή είναι ψηλάφιση θεωρίας σε μια Φύση που ΥΠΑΡΧΕΙ; Ποιο είναι το δεύτερο αξίωμα και ποιό το πρώτο αξίωμα στη σχετικότητα;

β) Το φως ενός αξιώματος θέτει την ανώτατη ταχύτητα; Ή μήπως το θέτει η ερμηνεία ενός Κόσμου που έχει όρια και Δημιουργία; Κι αν εσύ ή ο καθένας μας αυξήσεις ή μειώσεις την ταχύτητα του φωτός και βάλεις το όριο της αλλού, τί έγινε;

Εκείνο που πρέπει να καταλάβουμε είναι ότι ο Κόσμος έχει όριο ταχύτητας και ότι πρέπει να έχει όριο ταχύτητας αδρανειακού παρατηρητή για να λειτουργήσουν οι ερμηνείες του

γ) Ειλικρινά δε θα μετρήσετε απολύτως τίποτε στον επιταχυντη. Μόνο θα ηδονίζεστε με εικόνες επιταχυντή που είναι ήδη γνωστές….Τελικά γιατί κάνετε αυτό που κάνετε; Πίστεύει κανένας από σας ότι θα ανακαλύψετε κάτι περίεργο με την ταχύτητα του φωτός;

δ) Το φως διαδίδεται μόνο σε κενό και πουθενά αλλού. Διάδοση φωτός σε υλικό δεν υπάρχει. Βλακείες περί ταχύτητας φωτός στο τάδε και τάδε υλικό δεν υφίστανται

Και ξέρεις Αντρέα γιατί έχει όριο ταχυτητας η διάδοση φωτός σε κενό;… Γιατί έχουν όρια οι θεωρίες μας και όχι οι εγωισμοί μας…

——————————————————-

α) Μου κάνει για φιλοσοφικό ερώτημα και όχι για ερώτημα φυσικής. Είτε το πούμε αξίωμα, είτε θεώρημα, είτε Βαγγέλη, οι νόμοι της μηχανικής, της ηλεκτροδυναμικής (αλλά και της ασθενούς και ισχυρής αλληλεπίδρασης) υπακούουν την συμμετρία Lorentz.

β) Ναι, υπάρχει άνω όριο μέχρι να βρεθεί κάτι που τρέχει πιο γρήγορα απ το φώς στο κενό. Αν βρεθεί, γυρίζουμε πίσω και ξαναγράφουμε τις εξισώσεις.

γ) Ένα εκπαιδευτικό πείραμα με σκοπό να δείξει στους μαθητές κάτι παραπάνω από textbook physics , νομίζω οτι είναι πολύ παραπάνω από το ‘να χαιρόμαστε που κάτσαμε στον επιταχυντή και μετρήσαμε αυτό που ήδη ξέρουμε εδώ και 80 χρόνια’. Είναι η διαδικασία του να βάλεις τους μαθητές να αναρωτηθούν, να ψάξουν να εμπνευστούν και να δουν με ελεγχόμενο τρόπο τι συμβαίνει σε ένα αμιγώς ερευνητικό περιβάλλον.

Όντας και εγώ αναμεμειγμένος στην διαδικασία αυτή από την πλευρά του εργαστηρίου, θεωρώ τεράστιο βήμα αυτό που έγινε και μακάρι να συνεχίσει ες αεί που λέει κι ο Βαρουφάκης.

Τώρα, αν ψάχνουμε από ένα εκπαιδευτικό πείραμα να δούμε αν θα βρεθεί κάτι περίεργο για την ταχύτητα του φωτός, κοιτάμε σε λάθος μέρος!

δ) Νομίζω οτι παίζουμε με τις λέξεις και χάνουμε την ουσία.

Είτε τρέχω από αριστερά προς τα δεξιά, είτε πηδάω βράχο τον βράχο, θα διανύσω μια απόσταση σε κάποιον χρόνο.

Εννοιολογικά , ναί, έχεις δίκιο. Ίσως να έπρεπε να αλλάξουμε τον όρο “speed of light in a medium” σε “effective speed of light in a medium”

Αντρέα (Βαλ) τα πιόνια απλά θα παράγουν φωτόνια λόγω ενέργειας ή λόγω αλληλεπίδρασης με το κενό. Τα φωτόνια όμως υπάρχουν λόγω ταχύτητας. Άρα πάντα θα τρέχουν με c (ταχύτητα φωτός σε κενό). Οι παρατηρητές είναι ασήμαντοι καθώς και οι μετασχηματισμοί Λόρεντζ. Τα φωτόνια είναι αλληλεπίδραση και μια αλληλεπίδραση δεν ξέρω αν έχει παρατηρητές στον τρόπο διάδοσής της…

Τα φωτόνια αν δεν τρέξουν με c θα αποκτήσουν μάζα ηρεμίας και αυτό δεν είναι καθόλου καλό για τη θεωρία μας

———————————————————————————————-

Οι μετασχηματισμοί Λόρεντζ είναι σημαντικότατοι, μιας και υποδηλώνουν μια συμμετρία της ΦΥΣΗΣ!

Τα φωτόνια δεν είναι αλληλεπίδραση, είναι φορείς μιας αλληλεπίδρασης.

Δεν υπάρχουν λόγω ταχύτητας, υπάρχουν επειδή παράχθηκαν από μία αλληλεπίδραση.

Έχουν το χαρακτηριστικό της ταχύτητάς τους να είναι c επειδή είναι άμαζα. Οι (αδρανειακοί) παρατηρητές στην ειδική σχετικότητα είναι ισοδύναμοι, αφού δεν υπάρχει προνομιακό σύστημα αναφοράς στο σύμπαν.

Όταν τα φωτόνια διαδίδονται σε ένα μέσον, η ενέργειά τους είναι Ε=hf ενώ η ορμή τους p = hn/λ

Η ενέργειά τους προκύπτει οτι είναι Ε = p(c/n) με c/n την ταχύτητα διάδοσής τους.

Αν όλο το point είναι το “ταχύτητα διάδοσης” να το κάνουμε “ενεργό ταχύτητα διάδοσης” , τότε συμφωνούμε απόλυτα.

———————————————————————————————-

Γιάννη , πολύ ωραία αναλογία. Μια τέτοια χρησιμοποιώ κι εγώ όταν εξηγώ τον δείκτη διάθλασης.